Thiết kế kỹ thuật máy ép viên trong chế biến surimi tại các xí nghiệp chế biến thuỷ sản xuất khẩu

56] ta có Wu = 1855(mm), Wo = 4010(mm3) Vậy: Giới hạn mỏi uốn và giới hạn mỏi xoắn với chu kì đối xứng: , lấy , lấy Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi và chọn theo vật liệu. Đối với thép cacbon trung bình và Hệ số tăng bền β = 1,5 lấy theo [3, trang 98, bảng 58] : hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn, tra theo [3, trang 99, bảng 59] ta được Hệ số kích thước xác định theo [3, trang 98, bảng 57] có: ; Thay các giá trị tìm được vào (3-20, 3-21) ta có: Thay nσ, nτ vào (3-19) ta có n = 11,8> [n]. Vậy trục đủ bền. III.3.3.2. Thiết kế trục III. Các thông số ban đầu: N = 2,44 (kw) n = 267 (v/p) Mômen xoắn: Mx = 90400(N.mm) Lực vòng: P2 = 903 (N) P3 = 7870(N) Lực hướng tâm: Pr2 = 328,6(N) Pr3 = 2864(N) III.3.3.2.1 Chọn vật liệu chế tạo. Trục chịu tải trung bình, chọn thép C45. Giới hạn bền: σb = 750(N/mm2), giới hạn chảy σc = 450(N/mm2), độ cứng HB = 170. III.3.3.2.2. Tính sơ bộ trục (3-22) [3, trang 86, công thức (7.1)] Trong đó: Mx = 90400(N.mm): mômen xoắn của bộ truyền [τx] = 20(N/mm2): ứng suất xoắn cho phép Thay vào (3-22) ta có dsb ≥ 28,3. Chọn dsb = 30mm. III.3.3.2.3. Tính gần đúng trục Chọn sơ bộ ổ: trục không chịu lực dọc trục, ta chọn ổ lăn. Với dsb = 30, theo [3, trang 112, bảng 71] chọn ổ bi đỡ một dãy, kí hiệu 105 với chiều rộng ổ B = 13. Ta có: a = 42,9mm b = 37,4mm c = 37,5mm Tính phản lực ở các gối: Biểu đồ mômen của trục III Tính mômen uốn tổng cộng: Ở tiết diện e – e vây Ở tiết diện i – i. Vậy: Tính đường kính trục ở 2 tiết diện nguy hiểm Theo công thức (7.3) [3, trang 91] Trong đó: Mtd = Đường kính trục ở tiết diện e - e: = 50 theo bảng 51 [ 3, trang 90] Đường kính trục ở tiết diện m – m: Ở hai trục này đều có rãnh then để cố định bánh răng theo phương tiếp tuyến, Vì vậy đương kính trục lấy lớn hơn so với tính toán một ít: de-e = 40mm, di-i = 30mm. Đương kính lắp ổ lăn d = 25mm. III.3.3.2.4 Tính kiểm nghiệm trục. Kết cấu trục III Chọn then và kiểm nghiệm then: Với d = 30mm, theo [3, trang 93, bảng 52-a] chọn then bằng có các thông số: Bề rộng rãnh then b Chiều cao then h Chiều sâu then trên trục t Chiều sâu then trên trục t1 Bán kính góc lượn Chiều dài then l 8 7 4,0 3,1 0,3 25 Độ bền dập của then được kiểm tra theo điều kiện : Độ bền cắt của then được kiểm tra theo điều kiện : Với : ứng suất dập và ứng suất cắt cho phép của then, tra theo [3, trang 95, bảng 53, 54] Vậy then đủ bền. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn Hệ số an toàn được kiểm nghiệm theo điều kiện: (3-23)[3, trang 140, công thức 7-14] Với: nσ: hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp (3-24) nτ: hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp (3-25) Vì trục I quay một chiều nên ứng suất pháp (uốn) và ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kì đối xứng: Trong đó: Mômen uốn mômen xoắn Mx=90400(N.mm) Wu, Wo: mômen chống uốn và mômen chống xoắn của tiết diện trục. Với trục then bằng có d = 30, bxh = 8x7, tra theo [3, trang 97, bảng 56] ta có Wu = 2320(mm), Wo = 4970(mm3) Vậy: Giới hạn mỏi uốn và giới hạn mỏi xoắn với chu kì đối xứng: , lấy , lấy Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi và chọn theo vật liệu. Đối với thép cacbon trung bình và Hệ số tăng bền β = 1,5 lấy theo [3, trang 98, bảng 58] : hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn, tra theo [3, trang 99, bảng 59] ta được Hệ số kích thước xác định theo [3, trang 98, bảng 57] có: ; Thay các giá trị tìm được vào (3-23, 3-24) ta có: Thay nσ, nτ vào (3-25) ta có n = 4,2> [n]. Vậy trục đủ bền. III.3.3.3. Thiết kế trục IV. Các thông số ban đầu: N = 2,37kw) n =133,33(v/p) Mômen xoắn: Mx = 175400(N.mm) Lực vòng: P4 = 7870 (N) Lực hướng tâm: Pr4 = 2864(N) III.3.3.3.1 Chọn vật liệu chế tạo. Trục chịu tải trung bình, chọn thép C45. Giới hạn bền: σb = 750(N/mm2), giới hạn chảy σc = 450(N/mm2), độ cứng HB = 170. III.3.3.3.2. Tính sơ bộ trục (3-26) [3, trang 86, công thức (7.1)] Trong đó: Mx = 175400(N.mm): mômen xoắn của bộ truyền [τx] = 20(N/mm2): ứng suất xoắn cho phép Thay vào (3-26) ta có dsb ≥ 35,26. Chọn dsb = 36mm. III.3.3.3.3. Tính gần đúng trục Chọn sơ bộ ổ: trục không chịu lực dọc trục, ta chọn ổ lăn. Với dsb = 30, theo [3, trang 112, bảng 71] chọn ổ bi đỡ một dãy, kí hiệu 105 với chiều rộng ổ B = 14. Ta có: a = 40,9mm b = 76,9mm Tính phản lực ở các gối trục: Tính mômen ở tiết diện chịu tải lớn nhất Ta có biểu đồ mômen của trục IV như sau Tính đương kính trục tai tiết diện chịu tải lớn nhất: Mômen tương đương: Ta lấy d = 40mm Vì trên trục có rãnh then, nên đường kính trục lấy tăng lên so với tính toán III.3.3.4 Tính kiểm nghiệm trục Chọn then và kiểm nghiệm then: Với d = 40mm, theo [3, trang 93, bảng 52-a] chọn then bằng có các thông số: Bề rộng rãnh then b Chiều cao then h Chiều sâu then trên trục t Chiều sâu then trên trục t1 Bán kính góc lượn Chiều dài then l 12 8 4,5 3,6 0,3 26 Độ bền dập của then được kiểm tra theo điều kiện : Độ bền cắt của then được kiểm tra theo điều kiện : Với : ứng suất dập và ứng suất cắt cho phép của then, tra theo [3, trang 95, bảng 53, 54] Vậy then đủ bền. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn Hệ số an toàn được kiểm nghiệm theo điều kiện: (3-26)[2, trang 140, công thức 7-14] Với: nσ: hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp (3-27) nτ: hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp (3-28) Vì trục I quay một chiều nên ứng suất pháp (uốn) và ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kì đối xứng: Trong đó: Mômen uốn mômen xoắn Mx=175400(N.mm) Wu, Wo: mômen chống uốn và mômen chống xoắn của tiết diện trục. Với trục then bằng có d = 40, bxh = 12x8, tra theo [3, trang 97, bảng 56] ta có Wu = 5510(mm), Wo = 11790(mm3) Vậy: Giới hạn mỏi uốn và giới hạn mỏi xoắn với chu kì đối xứng: , lấy , lấy Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi và chọn theo vật liệu. Đối với thép cacbon trung bình và Hệ số tăng bền β = 1,5 lấy theo [3, trang 98, bảng 58] : hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn, tra theo [3, trang 99, bảng 59] ta được Hệ số kích thước xác định theo [3, trang 98, bảng 57] có: ; Thay các giá trị tìm được vào (3-26, 3-27) ta có: Thay nσ, nτ vào (3-28) ta có n = 6,8> [n]. Vậy trục đủ bền. III.3.4. Thiết kế các gối đỡ III.3.4.1. Thiết kế gối đỡ cho trục II Trục II chỉ chịu lực hướng tâm, không chịu lực dọc trục nên ta chọn loại ổ bi đỡ một dãy. Các kích thước của ổ chọn theo hệ số khả năng làm việc Ct: ≤ Cbảng (3-28) [3, trang 108, công thức 8-2] Trong đó: h = 5000 (giờ): thời gian làm việc của ổ n = 666,67(v/p): tốc độ quay của ổ Q: tải trọng tương đương của ổ, đối với ổ đỡ, tải trọng Q tính theo công thức: (3-29) [3, trang 108, công thức 8-4] Với: : trị số hệ số vòng quay của ổ lăn, với ổ bi đỡ một dãy, vòng trong quay, tra theo [3, trang 109, bảng 67] ta có = 1 : hệ số xét ảnh hưởng của nhiệt độ, với thì [3, trang 110, bảng 69] : hệ số tải trọng động, theo [3, trang 111, bảng 70] R: lực tác dụng lên ổ. . Các giá trị phản lực theo hai phương x, y là Rx, Ry của trục II đã được xác định trong phần thiết kế trục Tại gối A: RAx = 670(N), RAy = 1010(N) → RA = 1212(N) Tại gối C: RCx = 296(N), RCy = 108(N) → RC = 315(N) So sánh thấy RA > RC nên ta tính ổ theo RA. Thay các giá trị vào (3-29) ta có: Q = 1454,4(N) = 145,54(daN) Thay vào (3-28) ta được Theo [3, trang 112, bảng 71], ứng với d = 25 ta lấy ổ bi đỡ một dãy cỡ trung, kí hiệu 305 có Cbảng = 27000 > Ct. Các thông số của ổ: Đường kính trong d Đường kính ngoài D Bề rộng B d2 D2 Đường kính bi Hệ số khả năng làm việc C Tải trọng cho phép Q Số vòng quay giới hạn trong 1 phút 25 62 17 36,6 50,4 11,51 27000 1100 10000 III.3.4.2. Thiết kế gối đỡ cho trục III Tương tự trục II, trục III cũng chỉ chịu lực hướng tâm, không chịu lực dọc trục nên ta chọn loại ổ bi đỡ một dãy.: Các kích thước của ổ chọn theo hệ số khả năng làm việc Ct: ≤ Cbảng (3-30) [3, trang 108, công thức 8-2] Trong đó: h = 5000 (giờ): thời gian làm việc của ổ n = 266,67(v/p): tốc độ quay của ổ Q: tải trọng tương đương của ổ, đối với ổ đỡ, tải trọng Q tính theo công thức: (3-31) [3, trang 108, công thức 8-4] Với: = 1; = 1; R: lực tác dụng lên ổ. . Các giá trị phản lực theo hai phương x, y là Rx, Ry của trục III đã được xác định trong phần thiết kế trục Tại gối A: RAx = 5292(N), RAy = 1716,4(N) → RA = 5563,4(N) Tại gối C: RCx = 3481(N), RCy = 819(N) → RC = 3576(N) So sánh thấy RA > RC nên ta tính ổ theo RA. Thay các giá trị vào (3-31) ta có: Q = 6676(N) = 667,6(daN) Thay vào (3-30) ta được Theo [3, trang 112, bảng 71], ứng với d = 25 ta lấy ổ bi đỡ một dãy cỡ nặng, kí hiệu 405 có Cbảng = 47000 > Ct. Các thông số của ổ: Đường kính trong d Đường kính ngoài D Bề rộng B d2 D2 Đường kính bi Hệ số khả năng làm việc C Tải trọng cho phép Q Số vòng quay giới hạn trong 1 phút 25 80 21 42,5 62,5 16,76 47000 2000 10000 III.3.4.3. Thiết kế gối đỡ cho trục IV Trục trung gian R chỉ chịu lực hướng tâm, không chịu lực dọc trục nên ta chọn loại ổ bi đỡ một dãy.: Các kích thước của ổ chọn theo hệ số khả năng làm việc Ct: ≤ Cbảng (3-32) [3, trang 108, công thức 8-2] Trong đó: h = 5000 (giờ): thời gian làm việc của ổ n = 133,33(v/p): tốc độ quay của ổ Q: tải trọng tương đương của ổ, đối với ổ đỡ, tải trọng Q tính theo công thức: (3-33) [3, trang 108, công thức 8-4] Với: = 1; = 1; R: lực tác dụng lên ổ. . Các giá trị phản lực theo hai phương x, y là Rx, Ry của trục III đã được xác định trong phần thiết kế trục Tại gối A: RAx = 5138(N), RAy = 1870(N) → RA = 5467,8(N) Tại gối D: RDx = 2732(N), RDy = 994(N) → RD = 2907(N) So sánh thấy RA > RD nên ta tính ổ theo RD. Thay các giá trị vào (3-33) ta có: Q = 6561,4(N) = 656,14(daN) Thay vào (3-32) ta được Theo [3, trang 112, bảng 71], ứng với d = 30 ta lấy ổ bi đỡ một dãy cỡ nặng, kí hiệu 406 có Cbảng = 60000 > Ct. Các thông số của ổ: Đường kính trong d Đường kính ngoài D Bề rộng B d2 D2 Đường kính bi Hệ số khả năng làm việc C Tải trọng cho phép Q Số vòng quay giới hạn trong 1 phút 30 90 23 48,9 71,5 19,5 60000 2500 8000 Bôi trơn ổ lăn. Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc bộ truyền bánh răng thấp, không thể dung phương pháp bắn toé để hất dầu trong hộp vào bôi trơn bộ phận ổ, có thể dung mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ và vận tốc dưới 1500 v/p. Lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng của bộ phận ổ. Để mỡ không chảy ra ngoài và ngăn không cho dầu rơi vào bộ phận ổ, nên làm vòng chắn dầu. Che kín ổ lăn. Để che kín các đầu trục ra, tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ, cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài, ở đây dung loại vòng phớt là đơn giản nhất III.3.5. Tính khớp nối III.3.5.1 Chọn kiểu loại nối trục. Theo điều kiện làm việc của hệ thống và đặc tính của nối trục ta chọn loại nối trục là nối trục đĩa, để nối cứng trục hộp giảm tốc và trục lắp bánh đà vì có đường tâm trùng nhau, cùng nằm trên 1 đường thẳng và các trục không di chuyển tương đối với nhau. III.3.5.2. Xác định mômen xoắn tính toán. Mômen xoắn tính toán của nối trục được tính như sau: Trong đó: Mx mômen xoắn danh nghĩa N: công suất cần truyền qua nối trục: N = 2,45(kw) n - tốc độ quay của động cơ: n = 133,33(v/p) K- Hệ số tải trọng động: K = 2 Thay số vào ta được: Vậy: Mxt = 350,97(N.m) Theo bảng 79 [3, trang 135] ta cố bảng sau: [Mx] d D L l Bu lông số lượng 400 50 160 170 82 M16 6 Đặc tính kỹ thuật nối trục đĩa III.3.5.3. Kiểm tra nối trục tiêu chuẩn. Nối trục đĩa cần phải kiểm tra sức bền của bulông liên kết: Do nối trục chịu mômen xoắn nên bulông cần kiểm tra theo điều kiện bền dập bulông làm bằng thép CT3 (bền cắt). Ta nhận thấy vậy thoả mãn. III.3.6 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc. Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép giữa lắp và thân là mặt phẳng đi qua đường làm các trục để việc lắp ghép được dễ dàng: Kích thước các phàn tử vỏ hộp Chiều dày thành thân hộp: = 0,025.A + 3 = 0,025.185 + 3 = 7,6mm Chiều dày thành lắp hộp: = 0,02.185 + 3 = 6,7mm Chiều dày mặt bích dưới của thân: = 11,4mm Chiều dày mặt bích trên của lắp hộp: Chiều dày đế hộp không có phần lồi: = 18mm Chiều dày gân ở thân hộp: Chiều dày gân ở lắp hộp: = 6 mm Đường kính bu lông nền: dn = 0,036.A + 12 = 18,5mm Đường kính các bu lông khác: - Ở cạnh ổ d1 = 0,7dn = 13mm - Ghép lắp vào thân: d2 = = 10mm - Ghép lắp ổ: d3 = 0,45.dn = 8mm - Ghép lắp cửa thăm: d4 = 0,35.dn = 6,5mm Đường kính bu lông vòng trọn theo trọng lượng của hộp giảm tốc, Với khoảng cách trục A của 2 cấp 145 x 185. Ta chọn bulông M12 Số lượng bu lông nền: trong đó: L: Chiều dài hộp: Sơ bộ lấy bằng 600mm B: Chiều rộng hộp, sơ bộ lấy bằng 200mm Vậy: Ta lấy n = 5 III.3.7. Bôi trơn hộp giảm tốc Ta chọn bôi trơn ổ bằng mỡ như đã trình bày ở trên Chọn việc bôi trơn các bộ truyền bánh răng. Do vận tốc nhỏ nên ta chọn phương pháp ngâm các bánh răng trong hộp dầu. Theo phương pháp này các bánh răng phải được ngâm trong dầu với chiều cao mức ngập dầu không nhỏ hơn chiều cao răng và không lớn hơn 1/3 bán kính các bánh răng III.3.8 Tính toán thiết kế vỏ máy. Xác định áp xuất tính toán ở phần dưới của thân máy theo công thức: [9, trang 13] Trong đó: Pm- Áp suất làm việc của môi trường, Pm = 0,4 g- gia tốc trọng trường P1 khối lượng riêng của vật liệu H chiều cao của vật liệu trong thùng Ứng suất cho phép của thép CT3 là: Xác định ứng suất cho phép theo công thức: - hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào điều kiện sử dụng và mức độ nguy hiểm của môi trường = 0,95 – 1 Vậy: hệ số bền của mối hàn Bề dày tối thiểu của thân máy được xác định theo công thức: [9,trang 25] Với: D - Dường kính thân máy lấy bằng 0,5m Vậy: Bề dày thực tế được xác định theo công thức [9, trang 131] Trong đó: C hệ số bổ sung C = Ca + Cb + Cc + C0 Ca Hệ số bổ sung do ăn mòn hoá học của môi trường lấy = 0 Cb Hệ số bổ sung do sai lệch chế tạo, chọn Cb = 1 C0 Hệ số bổ sung để quy tròn kích thước, chọn C0 = 1,08 Vậy ta có: S = 0,73+1+1,08 = 2,81(mm) Chọn S = 5mm Kiểm tra điều kiện theo công thức: Xác định áp suất cho phép của thân máy theo công thức III.3.9 Thiết kế cửa nạp liệu. III.3.9.1 Công dụng và yêu cầu kỹ thuật Đây là phễu để nạp nguyên liệu vào cho máy để thực hiện công đoạn định hình cho thức ăn. Cho nên yêu cầu kỹ thuật là phễu không bị biến dạng khi đổ nguyên liệu vào, bề mặt phía trong của phễu phải đảm bảo trơn phẳng tạo điều kiện thuận lợi cho nguyên liệu rơi xuống thùng chứa II.3.9.2.Chọn vật liệu làm phễu: Để đảm bảo yêu cầu vệ sinh và độ cứng vững ta chọn vật liệu là thép không rỉ. Chọn loại thép có kí hiệu : 80Gr17T Kích thước cửa nạp liệu được chọn như sau: Chiều cao cửa nạp liệu đươc chọn như sau (theo tài liệu 10, trang 109) h= (1 ¸3)Dt=1.200=400 (mm) Thể tích của phễu: V= h.p.R2 Trong đó: h: chiều cao phễu R: Bán kính phễu (chon R=0,2m) Vậy: V=0,4.3,14.0,22 =5.(m3) Hình dạng và kích thước phễu: CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH CHẾ TẠO TRỤC IV.1 Phân tích chi tiết gia công IV.1.1 Đặc điểm và điều kiện làm việc: Trục là một trong những chi tiết quan trọng để truyền chuyển động giữa những cụm chi tiết với nhau Trong quá trình làm việc, trục chịu tác dụng của lực dọc trục và mô men xoắn IV.1.2 Yêu cầu kỹ thuật: Yêu cầu kỹ thuật khi gia công trục phụ thuộc vào công dụng, điều kiện làm việc và dạng phôi liệu Khi chế tạo trục phải đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật sau: - Độ đảo hướng kính của đường kính ngoài của vít đảm bảo trong khoảng ( 0,4¸0,5)mm - Bề mặt trục phải bằng phẳng, không ghồ ghề, không có cạnh sắc - Đảm bảo độ đồng tâm của đường kính ngoài và đường kính trong của trục IV.1.3 Tính công nghệ trong kết cấu: - Chi tiết phải đủ độ cứng vững khi gia công, chi tiết không bị biến dạng và có thể dùng chế độ dao cắt đạt năng suất cao. - Các bề mặt làm chuẩn phải có diện tích đủ lớn để định vị được chính xác, cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn định vị nhẳm tránh sai số khi thay đổi chuẩn cho phép quá trình gá đặt diễn ra nhanh - Các bề mặt gia công có khả năng gia công được bằng các dao thông dụng IV.2 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi Dựa vào kết cấu chi tiết, dạng sản xuất và chức năng làm việc của chi tiết cần gia công mà ta chọn dạng phôi cho phù hợp Ngoài ra khi chọn dạng phôi ta phải còn dựa vào các trang thiết bị công nghệ hiện có và phương pháp chế tạo phôi Có thể chọn phôi theo các dạng sau: phôi đúc, phôi rèn dập, phôi rèn tự do, phôi hàn, hay phôi cán… IV.2.1 Phôi đúc: Ưu diểm: - Phôi đúc có khả năng cơ khí hóa, tự động hóa cao. - Giá thành sản xuất đúc nói chung rẻ hơn so với các dạng sản xuất khác Tuy nhiên trong quá trình sản xuất đúc phôi đúc còn có một số nhược điểm sau: - Phôi đúc dễ sinh ra các khuyết tật như rỗ co, rỗ khí, nứt, hay lẫn tạp chất… - Khi đúc trong khuôn cát thì độ chính xác và độ bóng đạt được là không cao. - Đúc là phương pháp chế tạo hao tốn kim loại IV.2.2 Phôi rèn dập: - So với đúc thì rèn dập có khả năng khử được các khuyết tật như rỗ khí, rỗ co làm cho tổ chức kim loại mịn chất, cơ tính của sản phẩm được nâng cao - Phôi rèn dập có khả năng biến tổ chức hạt trong kim loại thành tổ chức thớ uốn xoắn khác nhau, làm tăng cơ tính của sản phẩm - Chất lượng cơ lý hóa của sản phẩm tốt, độ bóng, độ chính xác của chi tiết rèn dập cao - Dễ cơ khí hóa, tự động hóa. Do đó phương pháp này cho năng suất caoÞ giá thành chế tạo giảm. IV.2.3 Phôi rèn tự do: - Thiết bị rèn đơn giản, vốn đầu tư ít. - Có khả năng loại từ được các khuyết tật của vật đúc như rỗ khí, rỗ co….có khả năng biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ uốn, xoắn. Do đó làm tăng cơ tính của sản phẩm. - Độ chính xác kích thước và độ độ láng bề mặt thấp - Chất lượng rèn không đồng đều trong từng phần của chi tiết và giữa các loại gia công. Chất lượng gia công phụ thuộc vào trình độ tay nghề của công nhân và trình độ tổ chức nơi làm việc - Năng suất lao động thấp, lượng dư, dung sai và thời gian gia công lớn. Do đó hiệu quả kinh tế không cao IV.3 Trình tự gia công các bề mặt IV.3.1. Lựa chọn phương án IV.3.1.1 Đánh số các bề mặt của chi tiết gia công IV.3.1.2. Chọn và tiến hành gia công các bề mặt phôi STT Nội dung nguyên công Số bề mặt GC Bề mặt định vị Máy CN 1 Phay mặt đầu, khoan lỗ tâm - Bước 1: Phay mặt đầu, khoan lỗ tâm đầu trái - Bước 2: Phay mặt đầu, khoan lỗ tâm đầu phải. 1,2,26,27 4,24 Máy chuyên dùng 2 Tiện rãnh thoát dao Tiện thô đầu phải 16,22 14,15,18,21,24 1,27 Máy tiện 3 Tiện rãnh thoát dao Tiện thô đầu trái 6,12 4,7,8,13 1,27 Máy tiện 4 Tiện tinh đầu phải, vát mép 14,15,17,18,21, 23,24,25 1,27 Máy tiện 5 Tiện tinh đầu trái, vát mép 3,4,5,7,8,11,13 1,27 Máy tiện 6 Mài thô, mài tinh - Bước 1: Mài đầu trái - Bước 2: Mài đầu phải 18,24 4,8 1,27 Máy mài 7 Phay rãnh then 9,10 4,24 Máy phay 8 Phay rãnh then 19,20 4,24 Máy phay 9 Nhiệt luyện Tất cả các bề mặt 10 Tổng kiểm tra Tất cả các bề mặt Dụng cụ kiểm tra IV.3.2 Thiết kế nguyên công công nghệ. IV.3.2.1. Nguyên công 1: Phay mặt đầu, khoan lỗ tâm - Bước 1: Phay mặt đầu 2 Khoan lỗ tâm 1 - Bước 2: Phay mặt đầu 26 Khoan lỗ tâm 27 Sơ đồ định vị Máy công nghệ: Máy chuyên dùng Dụng cụ cắt: Dao phay mặt đầu Mũi khoan tâm Thông số kỹ thuật mũi khoan tâm: Mũi khoan tâm d L l 6 60 3- 160 Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0- 150 x 0,02 Dung dịch trơn nguội: Dùng dung dịch nước xô đa IV.3.2.2. Nguyên công 2: - Nội dung tiện thô đầu phải - Sơ đồ định vị - Đồ gá: Gá trên 2 mũi chống tâm + tốc kẹp - Máy công nghệ: máy tiện ren vít vạn năng T630 Thông số kỹ thuật của máy: Đường kính lớn nhất có thể gia công được trên thân máy: 615mm Khoảng cách giữa 2 đầu tâm: 1500mm Đường kính lớn nhất của chi tiết trên bàn dao: 352 mm Chiều dài lớn nhất tiện được: 1310mm Số cấp tốc độ trục chính: 18 Số vòng quay của trục chính: 12,5- 2000 vong/ phut Đường kính lỗ trục chính: 70 mm Số dao cài được trên bàn xe dao: 4 Dịch chuyển lớn nhất: + Dọc: 1310mm + Ngang: 390 mm - Phạm vi bước tiến: dọc: 0,15- 2,65 mm/vòng ngang: 0,05- 0,9 mm/vòng - Công suất động cơ truyền động chính: 12KW - Khối lượng máy: 4000 kg Dụng cụ cắt: - Dao tiện cắt đứt Dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 900 và có gắn mảnh hợp kim cứng Thông số kỹ thuật của dao: mm(2, trang 295, bảng 4-6) Dao h b L n l R 16 12 100 5 12 0,5 Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0- 150 x 0,02 Dung dịch trơn nguội: nước xô đa IV.3.2.3 Nguyên công 3: tiện thô đầu trái Sơ đồ định vị Đồ gá: Gá trên 2 mũi chống tâm + tốc kẹp Máy công nghệ: Máy tiện T630 Dụng cụ cắt: - Dao tiện cắt đứt - Dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh hợp kim cứng - Thông số kỹ thuật của dao (5, trang 295, bảng 4-4) H= 16mm; B= 12mm; L= 100mm; m= 7mm; a= 10mm; r=1mm Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0- 150 x 0,02 Dung dịch trơn nguội: nước xô đa IV.3.2.4. Nguyên công 4:Tiện tinh đầu phải Sơ đồ định vị: Đồ gá: Gá trên 2 mũi chông tâm + tốc kẹp Máy công nghệ: Máy tiện ren vít van năng T630 Dụng cụ cắt: Dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh hợp kim cứng Thông số kỹ thuật của dao (5, trang 295, bảng 4-4) H= 16mm; B= 10mm; L= 100mm; m= 8mm; a= 10mm; r=0,5mm Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0- 150 x 0,02 Dung dịch trơn nguội: nước xô đa IV.3.2.5.Nguyên công 5: Tiện tinh đầu trái: Sơ đồ định vị: Đồ gá: Gá trên 2 mũi chông tâm + tốc kẹp Máy công nghệ: Máy tiện T630 Dụng cụ cắt: Dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh hợp kim cứng Thông số kỹ thuật của dao (5, trang 295, bảng 4-4) H= 16mm; B= 10mm; L= 100mm; m= 8mm; a= 10mm; r=0,5mm Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0- 150 x 0,02 Dung dịch trơn nguội: nước xô đa IV.3.2.6. Nguyên công 6: Mài Bước 1: Mài thô, mài tinh các bề mặt 18,24 - Sơ đồ gá đặt: chi tiết gá trên 2 mũi chông tâm, tốc kẹp - Máy công nghệ: Máy mài tròn ngoài 3A150 Đặc tính kỹ thuật Đường kính và chiều dài lớn nhất của phôi: 180mm Đường kính của đá mài: Góc quay lớn nhất của bàn máy: Chọn dụng cụ cắt: Chọn đá mài HH Profin thăng[ 4, trang 459, bảng 4-169] D H d Vật liệu mài Độ hạt 32-125 2,5-100 6-51 4A52 50-M28 Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0-150mm, cấp chính xác 0,01mm Dung dịch trơn nguội: nước xô đa Bước 2: trở đầu Mài thô và mài tinh bề mặt 4,8 Sơ đồ gá đặt: Chi tiết gá trên 2 mũi chống tâm + tốc kẹp Máy công nghệ: Dụng cụ cắt: Giống bước 1 Dụng cụ kiểm tra: Dung dịch trơn nguội: IV.3.2.7. Nguyên công 7: Phay rãnh then Sơ đồ định vị: Đồ gá: Chi tiết gá trên 2 khối V ngắn Máy công nghệ: - Máy phay vạn năng UF222 - Thông số kỹ thuật của máy - Số cấp tốc độ của trục chính: 18 (n = 19, 23, 30, 37, 47, 60, 75, 95, 118, 150, 190, 235, 300, 375, 475, 600, 750, 950, 1180, 1500) - Công suất động cơ: N= 4,5 KW Dụng cụ cắt: Kích thước dao phay rãnh then chuyên dung liền khối hợp kim cứng Thông số kỹ thuật của dao tài liệu Dao phay chuyên dùng d L l Số răng 8 40 11 4 Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0- 150 x 0,02 Dung dịch trơn nguội: dung dịch nước xô đa IV.3.2.8. Nguyên công 8. - Nội dung: Phay rãnh then bề mặt Sơ đồ gá đặt: Chi tiết được gá trên 2 khối V ngắn Máy công nghệ Dụng cụ cắt: Giống nguyên công 7 Dụng cụ kiểm tra: Dung dịch trơn nguội: IV.3.3. Xác định lượng dư và kích thước trung gian IV.3.3.1 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho nguyên công tiện bề mặt 6 (40f7) bằng phương pháp phân tích Chi tiết gia công được gá trên 2 mũi chông tâm nên sai số gá đặt theo phương hướng kính trong trường hợp này có thể coi bằng 0 (egđ=0) Sai lệch về vị trí không gian của phôi được xác định theo công thức sau: Trong đó: rlh: độ lệch giữa 2 nửa khuôn so với tâm danh nghĩa của phôi (rlh phụ thuộc vào trọng lượng và được lấy bằng 1mm) rcv: Độ cong vênh của phôi rcv= Dk.l Với Dk: Độ cong đơn đơn vị trên 1mm, còn l là chiều dài bề mựt gia công Dk=1mm (4,bảng 3.7, trang 75) l: chiều dài bề mặt gia công (l=33mm) rcv=10-3.33=0,033 mm rlt: sai lệch do chế tạo lỗ tâm Trong đó: dph: Dung sai của đường kính mặt chuẩn phôi dùng để gia công lỗ tâm (dph= 4mm) 0,25: Sai số điều chỉnh máy khi khoan lỗ tâm Þ Do đó sai lệch không gian của phôi là: =2250mm Sai lệch không gian còn lại sau khi tiện thô là: r1= 0,06r=0,06.2250=135mm Sai lệch không gian còn lại sau khi tiện bán tinh là: r2=0,05r=0,05.2250= 112,5mm Sai lệch không gian còn lại sau khi tiện tinh là: r2=0,04r=0,04.2250= 90mm Sai lệch không gian còn lại sau khi mài thô là: r2=0,03r=0,03.2250= 67,5mm Sai lệch không gian còn lại sau khi mài tinh là: r2=0,02r=0,02.2250= 45mm Lượng dư tối thiểu được xác định bằng công thức: 2Zmin=2(Rzi-1+Tai-1+ri-1) [4, trang 98 ] Như vậy lượng dư tối thiểu khi : Tiện thô[4, trang 70, bảng 3-2]: RZ0 =150, T0 = 250(mm) 2Zmin1=2(100+250+2250)=2.2600(mm) Tiện bán tinh [4, trang 71, bảng 3-4]: Rzo = 100, T0 = 100(mm) 2Zmin2= 2(100+ 100+ 135)=2.335mm Tiên tinh: 2Zmin3=2( 50+ 50+ 112,5)=2.212,5mm Mài thô: 2Zmin4=2( 30+ 30+ 90)=2.150mm Mài tinh: 2Zmin5=2( 10+ 20+ 67,5)=2.97,5mm Kích thước tính toán được xác định như sau: Tra bảng = Kích thước nhỏ nhất của chi tiết : Dt5=D- 0,016= 40- 0,016= 39,984 mm Kích thước nhỏ nhất của chi tiết trước khi mài thô: Dt4=Dt5+ 2Zmin5= 39,984+ 0,195= 40,179mm Kích thước nhỏ nhất của chi tiết trước khi tiện tinh: Dt3=Dt4+Zmin4= 40,179+ 0,3= 40,479 mm Kích thước bé nhất của chi tiết trước khi tiện bán tinh: Dt2= Dt3+ Zmin3= 40,479+ 0,425= 40,904 mm Kích thước bé nhất của chi tiết trước khi tiện thô: Dt1= Dt2+ Zmin2= 40,904+ 0,67= 41,574 mm Kích thước bé nhất của phôi trước khi gia công: Dt0= Dt1+ Zmin1= 41,574+ 5,2= 46,774 mm Dung sai kích thước trung gian được xác định như sau: Dung sai phôi: d0= 4mm Dung sai kích thước sau khi tiện thô đạt cấp chính xác f14: d1= 0,62mm Dung sai kích thước sau khi tiện bán tinh đạt cấp chính xác f12: d2= 0,25mm Dung sai kích thước sau khi tiên tinh đạt cấp chính xác f9: d3= 0,062 mm Dung sai kích thước sau khi mài thô đạt cấp chính xác f8: d3= 0,039 mm Dung sai kích thước sau khi mài tinh đạt cấp chính xác f7: d3= 0,025 mm Xác định kích thước tới hạn lớn nhất và nhỏ nhất: Dmin0=46,774 Þ Dmax0= Dmin0+ d0=46,774+ 4= 50,774 mm Dmin1=41,574 Þ Dmax1= Dmin1+ d1=41,574+0,62= 42,194 mm Dmin2=40,904 Þ Dmax2= Dmin2+ d2=40,904+ 0,25=41,154 mm Dmin3=40,479 Þ Dmax3= Dmin3+ d3=40,479+ 0,062= 40,518 mm Dmin4=40,179 Þ Dmax4= Dmin4+ d4=40,179+ 0,039= 40,204 mm Dmin5=39,984 Þ Dmax5= Dmin5+ d5=39,984+ 0,025= 40 mm Lượng dư trung gian lớn nhất và bé nhất Tiện thô: 2Zmin1= Dmin0 - Dmin1= 46,774- 41,574= 5,2 mm 2Zmax1= Dmax0- Dmax1= 50,774 – 42,194= 8,58 mm Tiện bán tĩnh: 2Zmin2= Dmin1- Dmin2= 41,574- 40,904= 0,67 mm 2Zmax2 = Dmin1- Dmax2= 42,194- 41,154= 1,04 mm Tiện tinh: 2Zmin3 = Dmin2- Dmin3= 40,904- 40,479= 0,425mm 2Zmax3=Dmax2 - Dmax3=41,154 – 40,518= 0,636 mm Mài thô: 2Zmin4 = Dmin3- Dmin4= 40,479- 40,179= 0,3mm 2Zmax4=Dmax3 - Dmax4=40,518 – 40,204= 0,314 mm Mài tinh: 2Zmin5 = Dmin4- Dmin5= 40,179- 39,984= 0,195mm 2Zmax5=Dmax4 - Dmax5=40,204 – 40,0= 0,204 mm Lượng dư tổng cộng lớn nhất và bé nhất: 2Zmin0=2SZmini= 5,2+ 0,67 + 0,425 + 0,3 + 0,195= 6,79 mm 2Zmax0=2SZmaxi= 8,58+ 1,04 + 0,636 + 0,314 + 0,204= 10,774 mm Lượng dư trung gian danh nghĩa cho bước tiện thô: Z1=Zmax1- ES0+ ES1=8,58- 2= 6,58 mm Bảng kich thước gia công các kích thước tới hạn trụng gian của mặt f40h6 STT Các bước gia công bề mặt f40f7 Cấp chính xác Độ nhám Dung sai mm Lượng dư tra bảng 2Zmaxi(mm) Kích thước trung gian ghi vào bản vẽ(mm) 0 Phôi 1 Tiện thô f14 100 0,62 8,58 2 Tiện bán tinh f12 50 0,25 1,04 3 Tiện tinh f9 30 0,039 0,636 40,52 4 Mài thô f8 10 0,025 0,314 40,2 5 Mài tinh f7 5 0,016 0,204 40 IV.3.3.2 Xác định lượng dư và kích thước trung gian bằng phương pháp tra bảng 1. Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho bề mặt 12 f Theo [5, trang 259, bảng 3-110] ta có lượng dư 1 phía là Z0 = 1,2 Vậy lượng dư tổng cộng 2 phía là: 2Z0=2. 1,2= 2,4 mm Kích thước của phôi là: D = 30+ 2,4= 32,4 mm Kích thước lớn nhất của phôi là: Dmax0 = 32,4+ 4= 36,4 mm Quá trình công nghệ gồm các bước sau: Tiện thô độ chính xác đạt f14, dung sai kích thước là d1=0,52mm Tiện bán tinh cấp chính xác đạt f12, dung sai kích thước là d2=0,21mm Tiện tinh cấp chính xác đạt f9, dung sai kích thước là d3= 0,052 mm Mài thô đạt cấp chính xác là f8, dung sai kích thước là: d4 = 0,033mm Mài tinh đạt cấp chính xác là f7, dung sai kích thước là: d5 = 0,021mm Tra bảng 3-120 trong tài liệu (5, trang 265) ta xác định lượng dư cho bước tiện tinh là: 2Z3= 1,0mm Theo bảng 3-122, [5, trang267] khi mài: 2Z = 0,4mm vậy ta chia lượng dư này thành 2 thành phần: Mài thô: 2Z4 = 0,3mm Mài tinh: 2Z5 = 0,1mm Như vậy lượng dư còn lại cho bược tiện thô và tiện bán tinh là: Z= 6,4 – 1 – 0,4 = 5 mm Ta chia lượng dư thành 2 phần: Tiện bán tinh : 2Z2 = 2 mm Tiện thô: 2Z1= 5- 2= 3 mm Kích thước trung gian lần lượt được xác định như sau: Đường kính phôi lớn nhất: Dmax0=36,4 mm Đường kính phôi sau khi tiện thô: Dmax1=Dmax0- 2Z1= 36,4 – 3 = 33,4mm Kích thước ghi trên bản vẽ: D= 33,4-0,52 Đường kính phôi sau khi tiên bán tinh: Dmax2= Dmax1- 2Z2= 33,4 - 2= 31,4 mm Kích thước ghi trên bản vẽ: D= 31,4-0,21 Đường kính sau khi tiện tinh: Dmax3= Dmax2- 2Z3= 31,4- 1= 30,4 mm Kích thước ghi trên bản vẽ: D= Đường kính sau mài thô: Dmax4= Dmax3- 2Z4= 30,4- 0,3= 30,1mm Đường kính sau mài tinh: Dmax5= Dmax4- 2Z5= 30,1- 0,1= 30,0mm Bảng tính lượng dư các kích thước tới hạn trung gian Các bước công nghệ Cấp chính xác Dung sai dI (mm) Lượng dư 2Zi (mm) Kích thước ghi trên bản vẽ Phôi 4 2,4 36.4 Tiện thô f14 0,52 3 33,4-0,52 Tiện bán tinh f12 0,21 2 31,4-0,021 Tiện tinh f9 0,033 1 30,4-0,033 Mài thô f8 0,021 0,3 30,1-0,021 Mài tinh f7 0,013 0,1 30,0-0,013 IV.3.3.3. Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho bề mặt 4, 14f Theo [5, trang 259, bảng 3-110] ta có lượng dư 1 phía là Z0 = 1,2 Vậy lượng dư tổng cộng 2 phía là: 2Z0=2. 1,2= 2,4 mm Kích thước của phôi là: D = 25+ 2,4= 27,4 mm Kích thước lớn nhất của phôi là: Dmax0 = 27,4+ 4= 31,4 mm Quá trình công nghệ gồm các bước sau: Tiện thô độ chính xác đạt k14, dung sai kích thước là d1=0,52mm Tiện bán tinh cấp chính xác đạt k12, dung sai kích thước là d2=0,21mm Tiện tinh cấp chính xác đạt k8, dung sai kích thước là d3= 0,033 mm Mài thô đạt cấp chính xác là k7, dung sai kích thước là: d4 = 0,021mm Mài tinh đạt cấp chính xác là k6, dung sai kích thước là: d5 = 0,013mm Tra bảng 3-120 trong tài liệu (5, trang 265) ta xác định lượng dư cho bước tiện tinh là: 2Z3= 1,0mm Theo bảng 3-122, [5, trang267] khi mài: 2Z = 0,4mm vậy ta chia lượng dư này thành 2 thành phần: Mài thô: 2Z4 = 0,3mm Mài tinh: 2Z5 = 0,1mm Như vậy lượng dư còn lại cho bược tiện thô và tiện bán tinh là: Z= 6,4 – 1 – 0,4 = 5 mm Ta chia lượng dư thành 2 phần: Tiện bán tinh : 2Z2 = 2 mm Tiện thô: 2Z1= 5- 2= 3 mm Kích thước trung gian lần lượt được xác định như sau: Đường kính phôi lớn nhất: Dmax0=31,4 mm Đường kính phôi sau khi tiện thô: Dmax1=Dmax0- 2Z1= 31,4 – 3 = 28,4mm Kích thước ghi trên bản vẽ: D= 28,4-0,52 Đường kính phôi sau khi tiên bán tinh: Dmax2= Dmax1- 2Z2= 28,4 - 2= 26,4 mm Kích thước ghi trên bản vẽ: D= 26,4-0,21 Đường kính sau khi tiện tinh: Dmax3= Dmax2- 2Z3= 26,4- 1= 25,4 mm Kích thước ghi trên bản vẽ: D= Đường kính sau mài thô: Dmax4= Dmax3- 2Z4= 25,4- 0,3= 25,1mm Đường kính sau mài tinh: Dmax5= Dmax4- 2Z5= 25,1- 0,1=25,0mm Bảng tính lượng dư các kích thước tới hạn trung gian Các bước công nghệ Cấp chính xác Dung sai dI (mm) Lượng dư 2Zi (mm) Kích thước ghi trên bản vẽ Phôi 4 2,4 31,4 Tiện thô k14 0,52 3 28,4-0,52 Tiện bán tinh k12 0,21 2 26,4-0,021 Tiện tinh k8 0,033 1 25,4-0,033 Mài thô k7 0,021 0,3 25,1-0,021 Mài tinh k6 0,013 0,1 25,0-0,013 IV.3.3.4. Xác định lượng dư khi tiện mặt đầu: Theo tài liệu (3, trang 269) thì lượng dư cho việc tiện mặt đầu là a= 0,7 mm (lượng dư một phía) Þ lượng dư 2 phía là: 2a= 1,7 mm Chia lượng dư này thành 2 phần: Tiện thô đạt cấp chính xác IT 14, nhám đạt Rz= 100mm Tiện tinh đạt cấp chính xác IT8, nhám đạt Ra= 3,2mm IV.3.4. Xác định chế độ cắt Mục đích của phần này là xác định chế độ gia công hợp lý sao cho đảm bảo chất lượng, độ chính xác khi gia công các bề mặt, đảm bảo được năng suất gia công ( tốc độ cắt) mà chi phí gia công là thấp nhất: Nội dung của việc xác định chế độ cắt bao gồm: Xác định chiều sâu cắt Xác định tốc độ cắt Xác định số vòng quay của trục chính Xác định thời gian gia công cơ bản Chế độ cắt có thể xác định bằng phương pháp phân tích hay phương pháp thống kê ( tra bảng). Trong phần này ta xác định chế độ cắt bằng phương pháp tra bảng cho những bề mặt quan trọng còn đối với những bề mặt không quan trong ta sử dụng phương pháp tra bảng IV.3.4.1. Xác định chế độ cắt cho nguyên công 2 IV.3.4.1.1 Xác định chế độ cắt khi tiện thô bề mặt trụ ngoài f40f7 1. Xác định chiều sâu cắt t (mm) Đối với nguyên công thô chiều sâu cắt bằng lượng dư gia công lớn nhất: t= Zmax=4,3 mm 2.Xác định lượng chạy dao S (mm/vòng) Theo bảng 5-11 tài liệu (5, trang 11, tập 2) ta xác định được : S= 0,5 ¸ 1,1 (mm/vòng) 3.Tốc độ cắt ( m/phút): Trong đó: T: tuổi bền của dao khi sử dụng 1 dao (T= 60 phút) Cv:Hệ số điều chỉnh tra tài liêu ( 5, bảng 5- 17, trang14) Cv=340 m, x, y: các hệ số được tra ở (5, bảng 5- 17, trang 14) m= 0,2; x= 0,15; y= 0,45 t: chiều sâu cắt t= 3,5 mm Kv: Hệ số điều chỉnh vận tốc Kv= Kmv. Knv. Kuv Trong đó: Kmv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (Kmv= 0,4) Knv: Hệ số điều chỉnh phụ thuọc vào tình trạng bề mặt phôi (Knv= 0,8) Kuv: Hệ số phụ thuọc vào vật liệu của dụng cụ cắt Kuv= 1,0 Þ Kv= 0,4.0,8.1= 0,32 Thay số vào ta có: (m/p) 4. Số vòng quay của trục chính Theo thuyết minh của máy chọn n= 350(vong/phút) Khi đó tốc độ cắt thức tế: 5.Tính lực cắt Pz Theo tài liệu (5, trang 16) lực cắt Pz được xác định bằng công thức sau: Trong đó: Cp, x, y, n, p: Là các hệ số và số mũ được tra theo tài liệu (5, bảng 5-23, trang 17) Cp= 300; x= 1,0; y= 0,75; n= -0,15 Kp: Hệ số điều chỉnh và được xác định bằng công thức sau: Kp= Kmp.Kjp.Kgp.Klp.Krp Theo (5, bảng 5-9, trang 9) ta có: Kmp = Theo (5, bảng 5-22, trang 17) ta có: Kjp = 1,08 Theo (5, bảng 5-22, trang 17) ta có: Kgp = 1,25 Theo (5, bảng 5-22, trang 17) ta có: Klp= 1,0 Theo (5, bảng 5-22, trang 17) ta có: Krp = 0,93 Þ Kp = 1.1,08.1,25.1.0,93= 1,2555 Thay số vào ta được: Pz= 10.300.3,51,0.10,75.44-0,15.1,2555 = 7761 (N) 6. Công suất cắt: 7. Thời gian cắt: IV.3.4.1.2 Xác định chế độ cắt cho bề mặt 1. Xác định chiều sâu cắt t (mm) Đối với nguyên công thô chiều sâu cắt bằng lượng dư gia công lớn nhất: t= Zmax=3 mm 2.Xác định lượng chạy dao S (mm/vòng) Theo bảng 5-11 tài liệu (5, trang 11, tập 2) ta xác định được : S= 0,5 ¸ 1,1 (mm/vòng) 3.Tốc độ cắt ( m/phút): Trong đó: T: tuổi bền của dao khi sử dụng 1 dao (T= 60 phút) Cv:Hệ số điều chỉnh tra tài liêu ( 5, bảng 5- 17, trang14) Cv=340 m, x, y: các hệ số được tra ở (5, bảng 5- 17, trang 14) m= 0,2; x= 0,15; y= 0,45 t: chiều sâu cắt t= 3,5 mm Kv: Hệ số điều chỉnh vận tốc Kv= Kmv. Knv. Kuv Trong đó: Kmv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (Kmv= 0,4) Knv: Hệ số điều chỉnh phụ thuọc vào tình trạng bề mặt phôi (Knv= 0,8) Kuv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt Kuv= 1,0 Þ Kv= 0,4.0,8.1= 0,32 Thay số vào ta có: 4. Số vòng quay của trục chính Theo thuyết minh của máy chọn n= 503(vong/phút) Khi đó tốc độ cắt thức tế: 5.Tính lực cắt Pz Theo tài liệu (5, trang 16) lực cắt Pz được xác định bằng công thức sau: Trong đó: Cp, x, y, n, p: Là các hệ số và số mũ được tra theo tài liệu (5, bảng 5-23, trang 17) Cp= 300; x= 1,0; y= 0,75; n= -0,15 Kp: Hệ số điều chỉnh và được xác định bằng công thức sau: Kp= Kmp.Kjp.Kgp.Klp.Krp Theo (5, bảng 5-9, trang 9) ta có: Kmp = Theo (5, bảng 5-22, trang 17) ta có: Kjp = 1,08 Theo (5, bảng 5-22, trang 17) ta có: Kgp = 1,25 Theo (5, bảng 5-22, trang 17) ta có: Klp= 1,0 Theo (5, bảng 5-22, trang 17) ta có: Krp = 0,93 Þ Kp = 1.1,08.1,25.1.0,93= 1,2555 Thay số vào ta được: Pz= 10.300.3,01,0.10,75.39,5-0,15.1,2555 = 6510 (N) 6. Công suất cắt: 7. Thời gian cắt: IV.3.4.2. Xác định chế độ cắt cho nguyên công 3 1 Xác định chế độ cắt cho bề mặt 12 - Chiều sâu cắt t= Zmax= 3 mm - Lượng chạy dao S (mm/vòng) Theo tài liệu (5, bảng 5- 60, trang 52) ta xác định được lượng chạy dao vòng: S= 0,4 – 0,5 (mm/vòng), ch ọn S = 0,44(mm/v) Tốc độ cắt V (m/phút) Theo tài liệu ( 5, bảng 5- 64, trang 55, tập 2): V= 44 m/phút Số vòng quay của trục chính: Chọn n= 503(vòng/phút) Khi đó tốc độ cắt thức tế: Thời gian gia công cơ bản: IV.3.4.3Xác định chế độ cắt cho nguyên công 4 1 Xác định chế độ cắt cho bề mặt f40f7 a. Khi tiện tinh. - Chiều sâu cắt t= Zmax= 0,64 mm - Lượng chạy dao S (mm/vòng) Theo tài liệu (5, bảng 5- 62, trang 54) ta xác định được lượng chạy dao vòng: S= 0,14 – 0,2 (mm/vòng), ch ọn S = 0,16(mm/v) Tốc độ cắt V (m/phút) Theo tài liệu ( 5, bảng 5- 63, trang 55, tập 2): V= 106 m/phút Số vòng quay của trục chính: Chọn n= 958(vòng/phút) Khi đó tốc độ cắt thức tế: Thời gian gia công cơ bản: 2.Xác định chế độ cắt cho bề mặt f25f6 a. Khi tiện tinh. - Chiều sâu cắt t= Zmax= 0,1 mm - Lượng chạy dao S (mm/vòng) Theo tài liệu (5, bảng 5- 62, trang 54) ta xác định được lượng chạy dao vòng: S= 0,14 – 0,2 (mm/vòng), ch ọn S = 0,16(mm/v) Tốc độ cắt V (m/phút) Theo tài liệu ( 5, bảng 5- 63, trang 55, tập 2): V= 106 m/phút Số vòng quay của trục chính: Chọn n= 1380(vòng/phút) Khi đó tốc độ cắt thức tế: Thời gian gia công cơ bản: IV.3.4.4 Xác định chế độ cắt cho nguyên công 5 1 Xác định chế độ cắt cho bề mặt f30f7 a. Khi tiện tinh. - Chiều sâu cắt t= Zmax= 1 mm - Lượng chạy dao S (mm/vòng) Theo tài liệu (5, bảng 5- 62, trang 54) ta xác định được lượng chạy dao vòng: S= 0,14 – 0,2 (mm/vòng), ch ọn S = 0,16(mm/v) Tốc độ cắt V (m/phút) Theo tài liệu ( 5, bảng 5- 63, trang 55, tập 2): V= 106 m/phút Số vòng quay của trục chính: Chọn n= 1380(vòng/phút) Khi đó tốc độ cắt thức tế: Thời gian gia công cơ bản: IV.3.4.5 Xác định chế độ cắt cho nguyên công 7 1 Phay rãnh then bề mặt 8 Chiều sâu cắt: t = 4,5 mm Theo [2, trang 146, bảng 5-163] Ta có S = 0,05 mm/răng Theo [2, trang 147, bảng 5-164] Vtt = 43,5 m/ph Tốc độ quay của trục chính là: Chọn n = 375 v/p Vận tốc thực tế là: Thời gian gia công cơ bản là: IV.4. Thiết kế đồ gá cho nguyên công phay rãnh then IV.4.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của đồ gá Trong đó: 1, 4: khối V ngắn 2: Dao phay ngón 3: chi tiết gia công 5: Thân đồ gá 6: Mỏ kẹp Nguyên lý: Chi tiết gia công được định vị trên 2 khố V ngắn khống chế 5 bậc tư do và mặt bấc của trục bên trái tỳ vào mặt bên của khối V bên trái khống chế thêm 1 bậc tự do nữa. Như vậy để gia công rãnh then ta cần khống chế đủ 6 bậc tự do và chi tiết gia công 2 được kẹp chặt bằng hệ thống ren vít đòn kẹp. IV.4.2 Tính lực kẹp chặt phôi Chi tiết gia công được định vị trên 2 khối V ngắn và được kẹp chặt bằng hệ thống ren vít- đòn kẹp Lực kẹp chặt trong sơ đồ phay này do hệ thống ren vít- đòn kẹp gây ra. Để xác định lực kẹp ta phải tiến hành tìm tổng các lực cắt gây ra khi phay. Mặt khác khi phay phôi chịu tác động của mô men xoắn Mx và lực dọc trục P0 , tuy nhiên ở đây ta chỉ quan tâm đến giá trị Mx có khả năng làm xoay chi tiết gia công hơn là lực chạy dao làm chi tiết tịnh tiến Mô men xoắn Mx có xu hướng làm cho chi tiết xoay quanh 1 điểm, muốn cho chi tiết không bị xoay thì lực kẹp W phải thắng được mô men xoắn khi cắt. Sơ đồ lực cắt: Trong đó: Ph: Lực ngang ( lực chạy dao ngang) Pv: Lực thẳng đứng Py: Lực hướng kính Px: Lực hướng trục Vì chi tiết được kẹp chặt trong khối V, có góc của khối V là Ta có phương trình cân bằng: [4, trang 230 ] Trong đó : M: mô men cắt Lực cắt tiếp tuyến được xác định được xác định theo công thức sau: Trong đó: Z= 4: Số răng của dao phay n: Số vòng quay của dao (v/p) CP= 83,2; x= 0,95; y= 0,8; u= 1,1; q= 1,1; w= 0 (5, Bảng 5-41, trang 34, tập 2) t= 4,5 mm: Chiều sâu cắt. Sz=0,05: Lượng chạy dao răng (2, Bảng 5-34, trang 29) D= 12mm: Đường kính dao phay B= D= 12mm: Bề rộng phay KMP=1: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu (5, bảng 5-9, trang 9) Þ Vậy lực cắt PZ= 1264 N. Để đảm bảo an toàn cho việc gia công ta nhân thêm vào lực cắt 1 hệ số dự trữ K Với: K= k0.k1 .k2 .k3 .k4 .k5 .k6 Trong đó: K0: Hệ số an toàn, K0= 1,5 K1: hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi do vật liệu khác nhau, K1=1,7 K2: Hệ số tính đến việc tăng lực cắt khi mòn dao, K2=1,2 K3: Hệ số tính đến việc tăng lực cắt khi bề mặt gia công gián đoạn, K3=1 K4: Hệ số kể đến dạng kẹp chặt, K4=1 K5: Hệ số ảnh hưởng của góc xoay khi kẹp chặt bằng tay, K5=1 K6: Hệ số ảnh hưởng mặt tiếp xúc của phôi với đồ gá, K6= 1 ÞK= 1,5.1,7. 1,2. 1.1.1.1= 3,06 ÞPZ= 3,06. 1264= 3869 (N) Lực hướng kính được xác định như sau: Py= (0,2- 0,4)PZ= 0,3. 3022= 906,6 (N) Vậy ta có: M = f2 Hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết gia công và khối V, f2 = 0,2 f1 Hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết gia công với mỏ kẹp. f1 = 0,2 R bán kính của chi tiết gia công, R = 20mm Ta đ ư ợc: (N) IV.4.3 Xác định đường kính lông Ta có: d = V ới vậy: mm Ta chọn: d = 10mm - Tính lực xoáy ren: kẹp chặt bằng ren vít và đòn kẹp Sơ đồ tính toán: Phương trình cân bằng mô men: Ql1h =W(l1+ l2) Þ Với h: Hiệu suất do tính đến tổn thất ma sát giữa đòn kẹp và vít làm chốt tỳ, h= 0,95 l1: Khoảng cách từ chốt tỳ đến tâm bu lông, l1= 45mm l2: Khoảng cách từ điểm đặt lực kẹp đến tâm bu lông, l2=65 mm Þ IV.4.4 .Tính sai số chế tạo cho đồ gá Dung sai độ đối xứng rãnh then là 0,05 mm Dung sai độ song song của rãnh then với đường tâm rục là 0,01 mm Chiều sâu rãnh then phải thỏa mãn kích thước 4,5h12= 4,5+0,1 Số lượng gia công: 1 chi tiết Chiều sâu của rãnh then không phụ thuộc vào đồ gá vì nó được quyết định bởi đường kính dao phay ngón. Ở đây điều quan trọng nhất là đảm bảo độ song song, độ đối xứng và cuối cùng là chiều sâu rãnh then. Điều kiện này đòi hỏi đường tâm của 2 khối V phải có độ đồng tâm cao và song song với mặt đế của thân đồ gá. Từ yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công trong trường hợp này ta có thể đưa ra ngay điều kiện kỹ thuật của đồ gá xuất phát từ điều kiện khắt khe nhất là độ song song của rãnh then với đương tâm không quá 0,01 mm. Ta quy định dung sai chế tạo đồ gá là độ không song song của đường tâm khối V £ 0,01 mm và độ không song song của đường tâm chung của 2 khối V và mặt đáy đồ gá V £ 0,01 mm. Khi đảm bảo yêu cầu này thì dung sai chiều sâu rãnh then cho thông qua kích thước 4,5 h12 đã được thỏa mãn hay chưa thì cần phải tính toán thử lại Sai số chuẩn ec được tính theo sơ đồ tính sai số chuẩn của khố V: Vì chuẩn định vị trùng với chuẩn kích thước Với d: là dung sai đường kính trục nơi tham gia định vị F40h6=F40-0,16 a= 900: Góc nghiêng của khối V Sai số gá đặt được xác định như sau: Sai số mòn: Sai số kẹp chặt được xác định theo công thức , lực kẹp vuông góc với phương thực hiện Sai số điều chỉnh: eđc= 0,01 mm Vậy sai số chế tạo của đồ gá được tính như sau: Như vậy sai số chế tạo cho phép của đồ gá khi xét từ điệu kiện sai số chiều sâu cho rãnh then là 0,015 không cao hơn sai số chế tạo cho phép của đồ gá khi xét đến yêu cầu kỹ thuật độ không song song của rãnh then trên trục là 0,01mm. Do đó khi dung sai chế tạo của đồ gá ect=0,01 mm sẽ thỏa mãn sai số gia công và yêu cầu kỹ thuật của đồ gá đã được ghi như ở trên. CHƯƠNG V: HƯỚNG DẪN LẮP RÁP VÀ SỬ DỤNG V.1. HƯỚNG DẪN LẮP RÁP Sau khi thiết bị được đưa đến mặt bằng lắp ráp, người đặt hàng có trách nhiệm giữ gìn, tuân thủ các nguyên tắc bảo quản, lắp ráp và bảo hành. Khi xem xét tình trạng bảo quản, hoặc khi chuẩn bị lắp ráp thiết bị, người đặt hàng phải tiến hành quan sát, xem xét thiết bị có hư hại do vận chuyển không, trong trường hợp phát hiện ra các hư hại hoặc thiếu các chi tiết thì báo cho nhà máy chế tạo thiết bị. Trong thời kỳ lắp ráp thiết bị, tất cả các nguyên công nâng, vận chuyển được thực hiện phù hợp với các sơ đồ chỉ dẫn trong bảng hướng dẫn lắp đặt, vận hành và trên các trìn chung của các thiết bị hoặc các bộ phận riêng của chúng trên bản vẽ thi công. Khi lắp ráp thiết bị vào dây chuyền sản xuất cần chú ý các đường dây dẫn điện và các chi tiết khác, không được gây khó khăn cho việc vận hành và sửa chữa thiết bị. Việc lắp đặt các chi tiết máy dựa vào bản vẽ lắp khi lắp ổ bi vào trục, cần nung nóng ổ trong dầu khoảng 20 phút ở nhiệt độ 1000C. VI.2 Hướng dẫn sử dụng: VI.2.1 Trước khi sử dụng Trước khi sử dụng phải tiến hành chạy thử để kiểm tra: sử dụng các dụng cụ đo lường, để kiểm tra các thông số công nghệ của máy, các phụ tùng cùng các cơ cấu an toàn. Xem các dụng cụ này làm việc ở tình trạng như thế nào. Độ tin cậy của các mối lắp ghép thiết bị, bộ phận truyền dẫn, phụ tùng và các thiết bị đo lường kiểm tra đông cơ điện, bộ truyền động đai, các hệ thống bôi trơn, các bộ phận bịt kín đã ở trạng thái làm việc chưa. VI.2.2 Trong khi sử dụng Trước khi mở máy cần kiểm tra mỡ bôi trơn ở các ổ lăn, trục có quay dễ dàng không (quay thử bằng tay) trạng thái và độ căng của đai, việc ổ máy được tiến hành khi không tải, sau khi trục quay đạt tốc độ bình thường mới cấp liệu vào máy. Trước khi tắt máy phải ngừng cấp liệu và đợi khi nào vật liệu ra hết khỏi cửa tháo liệu mới tắt động cơ điện. Sau khoảng thời gian nhất định (5 tháng) phải tiến hành kiểm tra định kỳ để thay thế sửa chữa các bộ phận hư hỏng V.2.3 Sau khi sử dụng Sau khi sử dụng phải tiến hành vệ sinh máy một cách sạch sẽ , tra dầu mỡ các bộ phận chuyển động , kiểm tra các bộ phận hư hỏng của máy để kịp thời tiến hành sửa chữa thay thế đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra liên tục Kiểm tra định kỳ để tiến hành sủa chữa thay thế các bộ phân hư hỏng lớn CHƯƠNG VI: SƠ BỘ HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH SẢN PHẨM Giá thành máy được tính theo theo công thức sau: Cách tính chính xác: C= V+ L+ D+ Đ+ S+ P+ H Trong đó: C: giá thành V: tiền mua vật tư L: tiền công chế tạo H: tiền khấu hao thiết bị máy móc D: tiền dao cụ Đ: tiền điện S: tiền sủa chữa máy móc và bảo dưỡng P: chi phí phân xưởng và những chi phí phát sinh khác Cách tính gần đúng: C Trong đó: M: khối lượng sản phẩm g: giá thành 1 kg vật liệu Các số liệu tính toán: Khối lượng (kg) Giá đơn vị (đ/kg) Giá thành (đ) Động cơ điện 1 cái 1.500.000 Ổ bi 12(ổ) 30.000 360.000 Thép các bon 60 14.000 840.000 Gang xám 15- 32 30 8.000 240.000 Đai thang 4 60.000 240.000 Hệ thống băng tải 1 1.500.000 1.500.000 Tổng cộng 3.180.000 Các chi tiết đều gia công trên các máy thông thường như máy tiện T630, máy tiện ren vít vạn năng T616 hay máy phay UF222….nên ở đây công thức tính là: C= 2 x M x g Vậy giá thành của thiết bị là: C= 2x4.680.000= 9.360.000 (đồng) KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 1. Kết Luận Surimi là mặt hàng đã được phát triển từ thế kỷ trước. Cho đến nay nó đã phát triển rất đa dạng như Surimi mô phỏng tôm, cua … Máy ép viên Surimi là một thiết bị ép viên thức ăn nên phải đòi hỏi vệ sinh an toàn thực phẩm cao, máy làm việc phải vệ sinh sạch sẽ, không bị chảy dầu, mỡ máy từ ổ bi và trong hộp giảm tốc. Máy ép viên surimi đã phần nào đáp ứng được sử dụng thực phẩm của con người. Với xã hội bây giờ cuộc sống luôn bận rộn với công việc, việc sử dụng sản phẩm đông lạnh là tất yếu. Với năng suất thiết kế là 400kg/h, nhà máy, xí nghiệp nào cũng có thể dùng được. Nhà máy, xí nghiệp nhỏ thì dùng một máy còn các nhà máy hay xí nghiệp lớn thì có thể dùng nhiều máy. Các thông số kỹ thuật của máy được chọn theo tiêu chuẩn và có tham khảo thực tế cùng ý kiến của các thầy trong trương Đại học Nha Trang. Với một số thiết bị được chọn theo tiêu chuẩn hóa nên giá thành rẻ và thiết bị rễ thay thế khi có sự hỏng hóc, kết cấu đơn giản rễ tháo lắp cũng như bảo trì và làm vệ sinh máy. 2. Đề xuất ý kiến. Tăng cường cho sinh viên đi thực tế nhằm thu thập kiến thức và đưa sinh viên vào nhà máy, để trực tiếp tham gia sản xuất. Tăng cường đánh giá tính khả thi và tính thực tế của các đề tài để từ đó đưa vào sản xuất thử và hợp tác sản xuất để biến lý thuyết thành hiện thực. Nên có những đề tài thực tế hơn nữa để sinh viên tìm hiểu và thực hiện qua đó tăng kiến thức thực tế của đề tài. Nên thiết hệ giữa thư viện của trường và thư viện Tỉnh, tài liệu chuyên sâu của trường còn ít và hiếm. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Ba người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này cùng các thấy trong bộ môn nói riêng và khoa nói chung. Mặc dù đã hết sức côc gắng nhưng không tránh khỏi những sai sót trong quá trình thiết kế. Em momg được sự đóng góp và chỉ bảo của các thày cùng các bạn để đề tài của em hoàn thiện hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. A. LA XO LOL. Cơ sở thiết kế máy sản suất thực phẩm. NXB khoa học kỹ thuật. 2. PGS. TS Quách Đình Liên. Thiết kế nguyên lý động cơ đốt trong. NXB Nông nghiệp. 3. PGS.TS Phạm Hùng Thắng. Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học chi tiết máy. NXB Nông nghiệp TP HCM 1996. 4. GS.TS Nguyễn Đắc Lộc. Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy. NXB Khoa học - Kỹ thuật. 5. GS.TS Nguyễn Đắc Lộc. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1,2. NXB Khoa học - Kỹ thuật. 6. Trần Văn Địch. Sổ tay công nghệ chế tạo máy. 7. PGS. TS Trần Văn Địch. Sổ tay gia công cơ. NXB Khoa học - Kỹ thuật. 8. Đặng Văn Nghìn. Các phương pháp gia công kim loại. NXB Đại học Quốc Gia TPHCM 2001. 9. PGS.TS Nguyến Hoàng Sơn. Vật liệu cơ khí. NXB Giáo Dục 2000. 10. Hồ Lê Viên. Các máy gia công vật liệu rắn và dẻo(tập 1,2). NXB KH- KT Hà Nội, 2003. 11. Ninh Đức Tốn. Dung sai lắp ghép. NXB Giáo Dục 2006. 12. Nguyễn Như Thung, Lê Nguyên Đương. Máy và thiết bị chế biến thức ăn chăn nuôi. NXB KH & KT, Hà Nội, 1987. 13. PGS.TS Trần Văn Địch. Atlas đồ gá. NXB Khoa học kỹ thuật 2003. 14. GS Nguyễn Ngọc Cẩn. Máy cắt kim loại. NXB Quốc gia TPHCM. 15. Đoàn Dụ. Công nghệ và các máy chế biến thực phẩm. NXB Nông nghiệp.