Thiết kế máy cắt dây đồng đường kính lớn nhất 3,8 mm năng xu ất 2000m/giờ phục vụ chế tạo cuộn dây 1 pha, 3 pha trong công t ơ điện 1 pha, 3 pha tại tổng công ty thiết bị điện Việt Nam

H = 25(mm) Theo hình vẽ thì khi cam chuyển động để đưa cần lên tới vị trí đạt chiều cao của cần là H thì góc quay của cam theo mômen xoắn β = 1800 72 P là góc di chuyển của cam khi góc áp lực lớn nhất Theo công thức (công thức 9b- 2203 sách 16): 0 0 0 0 max 100 100 . 30[ cot ( ) 180 180 360 44,94 45 .[ ( )] 360P tg arc gtgarccotg    =  Theo công thức 9c trang 2203 sách 16 ta có max 360. 360.45[1 cos( )] [1 cos( )]25 100 . . 49,1( )360. 360.452 2 sin( )sin( ) 100 p p HR mm           min max 360.1[ sin( )] 2 p pR R h        min 45 1 360.4549,1 25[ sin( )] 39,1( ) 100 2 100 R mm    Đường kính cam tại vị trí lơn nhất D = 2.Rmax = 49,1.2 = 98,2(mm) VIII.2.2. Tính toán tốc độ quay của cam Theo tính toán ở trên ta chọn động cơ có công suất là 0,6(Kw) tốc độ quay của động cơ là Nđc = 1440(vòng/phút), tốc độ quay sau khi đi qua hộp giảm tốc l à 200,6(vòng/phút) Vận tốc quay của trục cam V = 0,5(m/s) Số vòng quay của trục lệch tâm 4 46.10 . 6.10 .0,5 97,3 . 3,141.98,2 V n D   (vòng/phút) Sơ đồ động của hệ thống cắt (Hình 3.20) Theo sơ đồ động của hệ thống cắt ta có: Tỉ số truyền của hệ thống cắt 1440 14,8 97,3 dc htc tlt ni n    Theo tính toán ở phần thiết kế hộp giảm tốc i tv = 7,18 Tỉ số truyền của bộ truyền động đai là id2 = 14,8/7,18 = 2,06 Hình 3.20 73 Mômen xoắn của trục lệch tâm Mxlt = Mx2.iđ. d = 22856,5.2,06.0,95= 43861,7(N.mm) Công suất dẫn động Ntlt = Ntv.ηlh.ηd.ηol = 0,48.1.0,95.0,992 = 0,45 Bảng thông số động lực học của hệ thống cắt: Trục Động cơ Trục vít bánh vít Trục lệch tâm ihtk 7,18 2,06 N(Kw) 0,6 0,48 0,45 n(vòng/phút) 1440 200,6 99,3 Mx(N.mm) 3979,2 22856,5 43861,7 VIII. 3. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI CHO HỆ THỐNG CẮT VIII.3.1. Chọn tiết diện đai Theo [bảng 17, trang 44, Sách 7] ta có bảng hướng dẫn chọn tiết diện đai h ình thang: Kích thước tiết diện (mm)Loại tiết diện B bc h Yo Diện tích tiết diện (mm2) Chiều dài đai L (mm) Đường kính bánh đai Dmin (mm) Mô men bánh dẫn (N.m) A 13 11 8 2,8 81 560 ÷ 4000 90 15 ÷ 60 Để chọn loại đai ta dựa vào giá trị mô men xoắn trên trục dẫn. Theo phần , ở phần tính toán động lực học thiết bị, ta đ ã xác định được mô men của bánh chủ động, tức là mô men xoắn trên hộp giảm tốc là: Mx2 = 22856,5 (N.mm) = 22,8565 (N.m) 74 Dựa vào bảng hướng dẫn chọn đai thang trên, chọn đai thang loại A. Các thông số cơ bản của đai thang loại A là: b = 13 mm; bc = 11mm; h = 8 mm; Yo = 2,8mm; F (diện tích tiết diện đai) = 81mm 2. VIII.3.2. Xác định đường kính bánh đai 1. Tính toán đường kính bánh đai cho bộ truyền từ trục chủ động con lăn nối với động c ơ. Chọn đường kính bánh đai nhỏ D 1 theo bảng tiêu chuẩn [bảng17, trang 45, sách 7], ta có: D1 = 100 mm Kiểm nghệm vận tốc dài theo điều kiện: 1 1 1 4 . . (25 30) 6.10 D nV    (m/s) Với D1: Đường kính bánh dẫn: D1 =100 mm; n1: Số vòng quay bánh dẫn: n1 = 200,6 v/ph 3,141.100.200,6 1,0546.10 v   (m/s) ≤25 ÷ 30 (m/s)  Vậy ta chọn D1 thỏa mãn điều kiện trên. Tính toán đường kính bánh lớn D2: D2 = i.D1.(1- ) Với i - Tỷ số truyền: i = 2,06 D1- Đường kính bánh dẫn: D1 = 100(mm)  - Hệ số trượt. Với đai thang  = 0,02  D2 = 2,06.100.(1-0,02) = 197,96(mm) Vậy ta chọn đường kính bánh đai theo tiêu chuẩn D2 = 200(mm) Sau khi đã chọn D1, D2 theo tiêu chuẩn, ta phải kiểm nghiệm lại tỷ số truyền v à vận tốc quay của trục bị dẫn. Ta có công thức kiểm nghiệm sau: D2 = D1.i.(1- ) = 2 1 n n .D1.(1- ) h bc y 0 b 75 Tính lại số vòng quay thực tế của bánh bị dẫn: ' 2n = (1 -  ).200,6. 2 1 D D = (1- 0,02).200,6. 100 200 = 98,24 (v/ph)  '2n = 98,24 (v/ph) Vậy số % sai khác '2n với n2 yêu cầu là: % sai khác = 99,3 98,3 .100% 1,01% 99,3   Vậy D1, D2 Thỏa mãn. . 2. Tính toán sơ bộ khoảng cách trục Theo {bảng 19 trang 45 sách 6}. Chọn s ơ bộ khoảng cách trục sơ bộ của bộ truyền động đai: Tỷ số truyền 1 2 3 4 5 > 6 Asb 1,5D2 1,2D2 D2 0,95D2 0,9D2 0,85D2 Ta có tỉ số truyền của bộ truyền động đai i d = 2. Khoảng cách trục sơ bộ của bộ truyền động đai Asb = 1,2.200 = 240 (mm) 3. Xác định chiều dài L và khoảng cách trục A Tính chiều dài sơ bộ: 2 2 1 1 2 ( )2. .( ) 2 4.sb sb sb D DL A D D A       Lsb = 2.240+ 3,1412 (200 +100) + 2(200 100) 4.240  = 961,6 (mm) Từ Lsb = 961,6(mm), ta chọn chính xác Lsb theo bảng [trang 46, bảng 20]: Ta chọn Lsbcx = 100 (mm). Kiểm tra số vòng chạy của đai theo điều kiện: U = v L = 1 1. . 60. D n L   10 U = 3,141.100.200,6 1,05 60.1000   10  Thỏa mãn điều kiện. 76 Từ chiều dài theo tiêu chuẩn chính xác của đai, L = 1250 (mm). Ta xác định lại chính xác khoảng cách trục: A = 2 2 2 1 2 1 2 12. .( ) [2 ( )] 8( ) 8 L D D L D D D D         A = 2 22.1000 3,141.(200 100) [2.1000 3,141(200 100) ] 8(200 100) 8         A = 259,6 ≈ 260 (mm). 4. Kiểm nghiệm góc ôm của bánh đai 1 Ta có công thức: 1 = 1800 - 0012 12057.A DD  1 = 1800 - 0 0 0200 100 .57 158 120260    Vậy thỏa mãn điều kiện góc ôm. 5. Xác định số đai cần thiết Z Số đai Z được xác định theo khả năng kéo của bộ truyền 0 1000. . . . . .p t v NZ V F C C C     Trong đó: N: Công suất bánh dẫn N = 0,48 (KW) V: Vận tốc dài bánh dẫn: V = V1 = 1 1 . . 60 n D = 3,141.200,6.100 60  V = 1050,1 (mm/s)  1,05 (m/s) 0p    Ứng suất cho phép của đai h ình thang 0p   =1,51 (N/mm 2), theo [bảng 21, trang 46, 7] F; Điện tích tiết diện đai h ình thang theo [bảng 21, trang 44, 7], ta có: F = 81 (mm2) Ct: Hệ số chế độ tải trọng C t = 0,6 theo [bảng 12, trang 42, 7] Cv Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc Cv =1,04[bảng 23, trang 45, 7] 77 C : Hệ ảnh hưởng góc ôm C = 0,89 theo [bảng 22, trang 45, 7]  Z  1000.0,48 0,006 1050.1,51.81.0,6.1,04.0,95  Chọn Z = 1. Vậy số đai cần thiết để truyền động l à 1 đai. 6. Xác định kích thước bánh đai - Chiều rộng bánh đai: B = (Z – 1).t + 2.S Với: Z = 1 t = 16 S = 10 Theo [bảng 87,trang 147, 7]  B = (1 -1 ).16 + 2.10  B = 20 (mm) - Đường kính ngoài của bánh đai: De1 =D1 + 2.Y0 De2 =D2 + 2.Y0 Ta có: Y0 = 2,8 (mm) Theo [1 trang 44 bảng 17].  De1 =100 + 2.2,8 = 105,6 (mm). De2 = 200 + 2.2,8 = 205,6 (mm). 7. Xác định lực tác dụng lên trục Lực tác dụng lên trục được xác định theo công thức:[ 7, trang 47] 1 03. . . .sin( )2R F Z  Trong đó: 0 : là ứng suất của đai thang, 20 1,2( / )N mm  Tiết diện: F = 81 (mm2) Số đai: Z = 1 Góc ôm: 1 = 147,2 1583.1,2.81.1.sin( ) 2đ R   Rđ = 286,3 (N) 78 Lực Rđ được coi gần đúng có phương nằm trên đường nối tâm hai bánh đai, chiều từ bánh này hướng tới bánh kia. VIII.4. TÍNH TOÁN TRỤC. VIII.4.1. THIẾT KẾ TRỤC LỆCH TÂM 1. Các thông số đã biết - Công suất trên trục gắn bánh đai chủ động: 0,48 ( KW) - Công suất trên trục truyền: 0,45 (KW) - Mô men xoắn trên trục bánh đai chủ động: M x1 = 22856,5(N.mm) - Mô men xoắn trên trục truyền: Mx2 = 43861,7 (N.mm) - Bề rộng bánh đai: B = 20 (mm) - Đường kính bánh nhỏ: D 1 = 100 (mm) - Đường kính bánh lớn: D 2 = 200(mm) - Lực do đai tác dụng lên trục: R = 286,3 (N). - Lực vòng Q = 240,5(N) 2. Chọn vật liệu chế tạo trục Chọn vật liệu chế tạo trục là thép C45. Theo [bảng 29, trang 58, 7], ta có các thông số sau:   2 2 2 2 2 600( / ), 260( / ), 300( / ) 63( / ), 200( / ) b k chN mm N mm N mm N mm HB N mm          3. Tính toán sơ bộ trục Do chưa rõ các kích thước của trục(độ dài các đoạn trục và đường kính của nó) mà chỉ biết giá trị mô men xoắn truyền trên trục. Nên bước này ta xác định sơ bộ kích thước trục theo giá trị mô men xoắn. Đường kính sơ bộ trục được tính theo công thức: 3 .sb Nd C n  Trong đó: N - Công suất truyền, N = 0,45(KW) ncd - số vòng quay của trục chủ động, ncd = 99,3(v/ph). C - hệ số tính toán, thường lấy trong khoảng: C = 110 130, ở đây ta chọn C = 120 79  dsb ≥120. 3 0,4599,3 = 19,8 (mm) Để dễ chế tạo ta chọn dsb = 20(mm). 4. Tính gần đúng trục Dựa vào đường kính sơ bộ của trục dsb = 20(mm). Theo bảng 71, trang 113,7 ta chọn ổ ký hiệu 204 có các thông số sau: - Đường kính lỗ d = 20(mm) - Đường kính ngoài D = 52(mm) - Bề rộng B = 16,5(mm) Tìm phản lực tại các vị trí Giả sử chiều của phản lực như hình vẽ: Theo tính toán ở trên thì lực tác động để cần chuyển động đ ược phân tích thành hai thành phần lực P và N. Trong đó N tiếp tuyến với trục lệch tâm và P vuông góc với trục lệch tâm, độ lớn của các lực: N = Q .sinα = 240,5.sin300 = 120,25(N) Lực P = Q.cosα = 240,5.cos30 0 = 208,3(N) Trong đó: Q = 240,5 (N) Do cơ cấu cắt hai dây cùng 1 thời điểm nên lực cắt tại các vị trí là N1 = N2 = N/2 = 120,25/2 = 60,125(N) P1 = P2 = P/2 = 208,3/2 = 104,15(N) Sơ đồ lực tác dụng(Hình 3.21) Xác định phản lực: Hình 3.21 80 BXM = Rđ.AB – N1.BC – N2.BD + REY.BE = 0 1 2. . . 60,125.85 60,125.325 286,3.75 7,8( ) 410 d EY N BC N BD R ABR N BE        Tính tương tự ta có: 1 2. E . 60,125.85 60,125.325 286,3.485 398,8( ) 410 d BY N EC N D R AER N BE        Kiểm nghiệm: ∑Y = Rđ – RB + QC + QD - RE = 286,3 – 398,8 +60,125 + 60,125 – 7,8 = 0 thỏa mãn điều kiện chiều các phản lực như hình vẽ Xác định phản lực: BYM = P1.BC + P2.BD - REX.BE = 0 1 2 EX P .BC + P .BD 104,15.85+104,15.325R = 104,15( ) 410 N BE   Tương tự ta có RBX = 104,15(N) Biểu đồ nội lực (Hình 3.22) Hình 3.22 81 Xét tiết diện nguy hiểm tại B có các thông số: MUX = 0(N.mm) MUY = 21472,5(N.mm) Mx = 43861,7(N.mm) M 222 *75,0 znxnytd MMM  2 221473,5 0,75.43861,7 43634, 4( . )N mm   Xét tiết diện C MUX = 8852,75(N.mm) MUY = 11942(N.mm) Mx = 43861,7(N.mm) M 222 *75,0 znxnytd MMM  2 2 28852,75 11942 0,75.43861,7 40761, 4( . )N mm    Vậy tiết diện nguy hiểm nhất tại B Tính đường kính trục tại B  3 0,1. Mtdd  Trong đó [ ] là ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo trục, chọn vật liệu chế tạo trục là thép C45 có ứng suất cho phép [ ] = 45(N/mm2) Vậy ta có 3 43861,7 21, 4( ) 0,1.45 d mm  Để đảm bảo dễ chế tạo và lắp ráp ta chọn d = 25(mm) IVII.4.2. GIẢI CHUỖI KÍCH THƯỚC. 1. Xây dựng chuỗi kích thước Kí hiệu H là kích thước hộp. T là kích thước trục. 82 O là kích thước ổ. C là kích thước cam D là kích thước đệm. N là kích thước nắp B là kích thước đoạn nắp bulông L chiều dài của các đoạn trục. Đ là kích thước bánh đai Sơ đồ trục (Hình 3.23) Giả sử bộ phận máy này có các yêu cầu như sau : Lắp ghép phải có độ hở A1: đây là khe hở giữa nắp ổ và ổ. Với yêu cầu này ta lập được chuỗi 1. Đầu trục phải thò ra khỏi ổ lăn 1 đoạn A2 . Với yêu cầu này ta lập được chuỗi 2. Mặt đầu của may ơ cam phải nhô ra khỏi mặt trụ lắp ghép một l ượng A3 để vòng chặn tì vào mặt đầu này. Với yêu cầu này ta lập được chuỗi 3 và 4 Hình 3.23 83 Mặt đầu của bánh đai phải nhô ra một đoạn A5. Với yêu cầu này ta lập được chuỗi 5. Bốn chuỗi trên chứa 4 kích thước trục. Giải 4 chuỗi này sẽ xác định được sai lệch giới hạn của chúng. Chuỗi 1 Trong đó H = 404 (mm) Giải các chuỗi kích thước Quan sát 5 chuỗi vừa thành lập ta thấy các chuỗi này đều có chung khâu thành phần với chuỗi 1 Các khâu chung ấy phải thỏa mãn yêu cầu khâu khép kín ở các chuỗi mà chúng tham gia. Chính vì vậy kích thước của chúng phải được xác định từ chuỗi mà khâu khép kín yêu cầu cao, số khâu thành phần nhiều, tức là chuỗi đòi hỏi khắc khe nhất. Bởi vì đối với chuỗi yêu cầu khắc khe nhất mà kích thước của chúng còn thỏa mãn được thì nhất định sẽ thỏa mãn đối với những chuỗi yêu cầu thấp hơn. Chuỗi 2 Chuỗi 3 Chuỗi 5Chuỗi 4 Chuỗi 2 84 Trong các chuỗi kích thước vừa lập trên có chung một số khâu thành phần. Chính vì vậy, kích thước của chúng phải được xác định từ chuỗi mà khâu khép kín yêu cầu cao nhất, số khâu thành phần nhiều tức là đòi hỏi khắt khe nhất. Để xác định chuỗi khắt khe nhất ta đi xác định hệ số : mn Tk   Trong đó : T - Dung sai khâu khép kín của chuỗi. n - Số khâu thành phần tăng. m - Số khâu thành phần giảm. Chọn 1 0,75T mm  2 3 4 5 0,5T T T T mm       . Chọn giá trị dung sai của khâu khép kín nh ư vậy bởi vì lắp ghép không quan trọng. Chuôi 1: 1 750 57,69 13 Tk n m    Chuỗi 2: 2 500 100 5 Tk n m    Chuỗi 3: 1 500 250 2 Tk n m    Chuỗi 4: 4 500 250 2 Tk n m    . Chuỗi 5: 55 500 250 2 Tk n m    Vậy chuỗi 1 là chuỗi khắt khe nhất. Hình 3.23 85 Giải chuỗi 1: Dựa vào sơ đồ ta xác định được: H – là khâu tăng. 01, 02, N1, N2, C1, C2, B1 , B2, D, T2, T8, T5 – là khâu giảm. Giả thiết tất cả các khâu được chế tạo từ một cấp chính xác. Hệ số cấp chính xác được tính theo công thức sau [12, công thức 9.13, trang 114]. 1 750 58,7 3.0,9 2.1,08 2.1,86 1,31 2,89tb m n i i T a i          atb = 58,7 gần 64 hơn chọn cấp chính xác là cấp 10. [theo 12, bảng 1.1, trang 26]. Với cấp chính xác IT10 ta tra dung sai cho 9 khâu. [Theo 12, bảng 1 và 2, trang 181] N1 = N2 = 9h10 = 9-0,058 (mm). Trong đó es = 0; ei = -0,058mm 01 = 02 = 18,5h10 =18,5-0,084 (mm). Trong đó es = 0; ei = -0,084mm C1 = C2 = 20h10 = 20 -0,084(mm). Trong đó es = 0. ei = -0,084 T2 =27h10 = 27-0,084 (mm.) Trong đó es = 0; ei = -0,084mm T8 = 18h10 = 18-0,084 (mm) Trong đó es = 0; ei = -0,084mm D = 9,25h10 = 9,25 -0,058 (mm) Trong đó es = 0; ei = -0,058mm B1 = B2 = 35h10 = 35 -0,1 H = 440,5H10 = 440,5+0,28 (mm). Trong đó ES = 0,28; EI = 0mm Tính khâu Ak, khâu Ak là khâu khép giảm T5 Sai lệch giới hạn của khâu giảm   1 1 0,75 0, 28 3.( 0,058) 6.( 0,084) 2.( 0,1) 0, 408 m n i j i j ES ES ES ei                   1 jei 0 0 0 0 m n k i i j EI EI ES             Vậy Ak = T5 = 220+0,408 86 Giải chuỗi kích thước 2: Bài toán thuận (Hình 3.24) Thừa hưởng kết quả ở chuỗi 1 ta có: Khâu tăng gồm có: L1 = 102H10 = 102+0,16(mm) Khâu giảm có O1 = 18,5h10 = 18,5 -0,084(mm) A∑2 = 1,5h10 = 1,5-0,04(mm) B1 = 34h10 = 34-0,1(mm) C1 = 19h10 = 19-0,084(mm) Khâu khép kín là khâu T2 Kích thước danh nghĩa của khâu khép kín l à: T2 = 102 – (18,5 + 1,5 + 35 +19) = 27(mm) Sai lệch giới hạn của khâu tăng 1 1 0,16 ( 2.0,084 0,04 0,1) 0,468 m n i j i j ES ES ei            000 11     n j j m i i esEIEI Vậy T2 = 27+0,468 Tính chuỗi 3: (Hình 3.25) Khâu tăng gồm C1 = 20H10 = 20+0,084 và Khâu giảm là A3 = 1+0,04 Khâu khép kín là khâu T4 Kích thước danh nghĩa của khâu khép kín: Hình 3.24 Hình 3.25 87 1 1 20 1 19 m n i j i j A A A         Sai lệch giới hạn của khâu khép kín: 1 1 0,084 0 0,084 m n i j i j ES ES ei         1 1 0 0,04 0,04 m n i j i j EI EI es          Vậy T4 = 0,0840,0419 Chuỗi 4 tính giống như chuỗi 3 và có kết quả giống nhau, nghĩa là T6 = 0,0840,0419 Tính chuỗi 5: (Hình 3.26) Khâu tăng gồm có T6 = 19H10 = 19+0,084 Khâu giảm gồm có A∑3 = 1+0,04 Khâu khép kín là khâu Đ Kích thước danh nghĩa của khâu khép kín: Đ = 19 + 1 = 20(mm) Sai lệch giới hạn của khâu khép kín: 1 1 0,084 0 0,084 m n i j i j ES ES ei         1 1 0 0,04 0,04 m n i j i j EI EI es          Vậy Đ = 0,0840,0419 ( mm) Khâu tăng gồm các khâu thành phần T1 = 20+0,084, T5 = 220-0,408, T3 = T7 = 36+0,1 , T4 = T6 = T10= 0,0840,04019   , T27 = 220+0,084, T7 = 36+0,1, T8 = 18+0,07, T9 = 60+0,12, , T11 = 25+0,084 Khâu khép kín là khâu L với kích thước danh nghĩa L = 499(mm) Sai lệch giới hạn của khâu khép kín: 1 1 3.( 0,084) 0,408 0,66 m n i j i j EI EI es           Hình 3.26 88 1 1 (5.0,084 2.0,1 0,12 0,07) 0,81 m n j i ji ES ES ei           Vậy L = 0,810,66499 VIII.5. Tính lực đẩy của lò xo FF Các tham số kỹ thuật của lò xo nén Các tham số vật lý (Hình 3.27) - d (đường kính dây): tham số này cho biết đường kính của dây kim loại được dùng để làm lò xo - S(trục) tham số này tương ứng với đường kính tối đa của trục có thể đ ược đưa vào trong lò xo. Dung sai của tham số này là +/- 2% (chỉ định) - Di (Đường kính trong): đường kính trong của một lò xo được tính bằng cách lấy đường kính ngoài của nó trừ đi hai lần đường kính dây. Dung sai khoảng +/ -2% (chỉ định) - De (Đường kính ngoài): đường kính ngoài của một lò xo bằng đường kính trong cộng với hai lần đường kính dây. Dung sai khoảng +/ - 2% - H (khoảng không): đây là đường kính tối thiểu của khoảng không gian trong đó lò xo có thể hoạt động được. Dung sai đối với tham số này là +/- 2 % (chỉ định). - P (bước) : khoảng cách trung b ình giữa hai vòng xoắn hoạt động liên tiếp của một lò xo. Dung sai đối với tham số này là +/- 2 % (chỉ định). - Lc (chiều dài khi bị nén tối đa): chiều dài tối đa của lò xo sau khi bị nén hoàn toàn. Tham số này nằm ở bên phải trên hiình vẽ. Dung sai của tham số này là +/- 15 % Hình 3.27 89 (chỉ định). - Ln (chiều dài cho phép): chiều dài tối đa cho phép sau khi xoắn ở mức tối đa . Nếu độ xoắn quá lớn, lò xo có nguy cơ bị biến dạng (biến dạng không thể phục hồi do lực tác động). Trong đa số các tr ường hợp, lò xo không có nguy cơ bị biến dạng. Ln = Lc + Sa với Sa là tổng khoảng cách nhỏ nhất trong giới hạn đ àn hồi giữa cách vòng xoắn tích cực. - L0 (Chiều dài tự nhiên): chiều dài tự nhiên của lò xo là chiều dài khi lò xo ở trạng thái không bị nén, sau lần nén đầu tiên (nếu cần thiết). Dung sai khoảng +/ - 2% (chỉ định) - Số vòng xoắn: tổng số vòng xoắn của lò xo (lò xo trong hình trên có 6 vòng xoắn). Để tính số vòng xoắn hoạt động, ta lấy tổng số vòng xoắn trừ đi hai vòng xoắn ở hai đầu mút của lò xo - R (Độ cứng) : thông số này quyết định khả năng chịu nén của l ò xo. Đơn vị tính : 1 DaN/mm = 10 N/mm. Dung sai kho ảng +/- 15% (chỉ định) - L1 & F1 (chiều dài ứng với lực F) : lực F1 ứng với chiều d ài L1 có thể tính từ công thức sau : F1 = (L0-L1) * R, từ đó suy ra chiều dài L1 : L1 = L0 - F1/R - Mài: để chỉ đầu lò xo có được mài hay không. - Mã số: mỗi lò xo đều có một mã số duy nhất : loại . (De * 10) . (d * 100) . (L0 * 10) . Vật liệu . Đối với lò xo nén, loại tương ứng với ký tự C. Nguyên liệu được ghi bằng các ký tự sau : A, I, N et S. Ví dụ : M ã số C.063.090.0100.A là lò xo nén có đường kính ngoài là 6,3mm, dây thép có đư ờng kính 0,9 mm và lò xo có chiều dài tự nhiên là 10 mm. Đặc tính Dung sai đường kính dây: Đối với mỗi lò xo, đường kính dây được hiển thị trong danh sách kết quả. Dung sai theo tiêu chuẩn sản xuất dây (ví dụ: DIN, EN,…). Trong quá trình quấn lò xo, đường kính dây có thể thay đổi chút ít. Dung sai vuông góc dung sai vuông góc nhỏ hơn 30 đối với lò xo ở trạng thái tự nhiên. Chiều quấn lò xo: Lò xo nén được quấn bên phải 90 Tính tuyến tính của lực trong lò xo: Đối với các loại lò xo nén hình trụ với bước xoắn không đổi, độ cứng (lực của lò xo N/mm) tuyến tính từ 15% đến 85% độ biến dạng Độ biến dạng = chiều dài tự nhiên - chiều dài khi bị nén tối đa. Quá tải đối với lò xo cần tránh cho lò xo có vòng xoắn nối ghép làm việc ở cường độ quá cao vì có nguy cơ lò xo bị mất dần các đặc tính cơ học. Ví dụ : mất chiều dài tự nhiên. Độ uốn của lò xo độ uốn của lò xo là do chiều dài tự nhiên lớn hơn gấp 4 lần đường kính ngoài của lò xo, do đó gây ra sự mất cân bằng khi nén và dẫn đến việc các vòng xoắn ở giữ bị đẩy ra một bên. Đầu mút : tất cả các lò xo nén đều có vòng xoắn nối tiếp ở hai đầu mút. Độ cứng : Dung sai cho độ cứng của lò xo khoảng +/- 15% Do ma sát giữa tấm gắn dao và bề mặt dao trượt tương đối nhỏ nên ta có thể coi ma sát giữa chúng bằng không Chọn vật liệu chế tạo lò so là thép lò so cấp I Khoảng dịch lò xo H = 25 (mm) tải trọng ổn định. Chọn vật liệu làm lò xo là thép lò xo cấp I. Ta có FF = Fmin ÷Fmax Trong đó FF = (0,3 ÷ 0,5).P = (0,3 ÷0,5).P = (0,3 ÷0,5).240,5 = 72,15 ÷ 120,25(N) Chọn số lò xo ép là 2 nên lực kẹp cho một lò xo là Fmin = 72,5/2 = 36,075(N) Fmax = 120,25/2 = 60,125(N) Lực của lò xo Flx = CLX.d’ Trong đó CLX là độ cứng của lò xo d’ là chuyển vị của lò so ( d’ = dphôi) dphôi = 3,8(mm)  CLX = Fmax/dphôi = 60,125/3,8 = 15,8(N/mm) - Đường kính dây lò so 91 max. . 1,14.60,1251,6. 1,6. 0,59( ) 0,3.1700lx K F cd mm   Trong đó: c = Dlx/dlx = 4 ÷12 là hệ số tỉ số đường kính chọn c = 10(N/mm) K là hệ số phụ thuộc vào tiết diện của dây theo bảng P73 sách b ài tập chi tiết máy – NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp K = 1,14  là ứng suất nén cho phép  = 0,3. b b là ứng suất kéo cho phép b = 1700(N/mm2)(bảng 19.2 tr138 sách chi tiết máy tập 2) Vậy chọn dlx = 0,6mm) Đường kính D lx = 10.0,6 = 6(mm) Chọn DLx = 6(mm) - Tính số vòng làm việc của lò so Số vòng làm việc của lò so được tính theo công thức lx 3 max min n L.G.d 8.c .(F F )   Trong đó Chiều dài hành trình L = 25(mm) G = 8.104 là mômen trượt đàn hồi. dlx là đường kính dây làm lòso dlx = 0,6(mm) Fmax là lực nén lớn nhất Fmax = 60,125(N) Fmin là lực nén nhỏ nhất Fmin = 36,075(N) 4 3 25.8.10 .0,6n 6,23 8.10 .(60,125 36,075)   (vòng) Chọn n = 6,5 (vòng) Định các kích thước khác. Số vòng thực tế của lò so n0 = n + (1,5 ÷2) = 1,5 + 6,5 = 8(vòng) 92 Chuyển vị lớn nhất của lò so (kể từ khi chưa chụi tải đến khi chụi tải F max), tính theo công thức More: 3 3 max 4 4 4 8.D .n.F 8.6 .8.60,125 80,15(mm) G.d 8.10 .0,6     Bước của lò xo khi chưa chụi tải được tính theo công thức mint d n    Trong đó min là khe hở nhỏ nhất còn lại khi lò xo chụi tải trọng lớn nhất, thông th ường lấy min = 0,1.d = 0,1.0,6 = 0,06(mm) 70,14t 0,6 0,06 10,68(mm) 7     Chiều cao của lò xo khi chưa chụi tải trọng Vì mỗi đầu mút của lò xo chụi nén được mài đi một ít nên chiều cao lò so lúc các vòng sít nhau Hs = (n0 – 0,5).d = (7 - 0,5).0,6 = 6,7(mm) H0 = Hs + n(t - d) = 6,7 + 5,5(10,68 - 0,5) = 37,94(mm) Kiểm nghiệm tỷ số Ho/D Ho/D = 37,94/20 = 2,9 <3 (thỏa mãn) 93 CHƯƠNG V: LẬP QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHI TIẾT CHÍNH I. LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH Sau khi tính toán thiết kế kỹ thuật, ta tiến hành thiết kế chế tạo thiết bị khảo nghiệm hệ thống truyển động đai răng. Để thiết kế chế tạo thiết bị, ta tiến h ành thiết kế quy trình công nghệ gia công các chi tiết và sau đó lắp ráp lại với nhau tạo thành thiết bị hoàn chỉnh. Trong hệ thống truyền động đai răng có rất nhiều chi tiết ri êng lẻ lắp ghép thành, nhưng ở đây ta chỉ chọn một chi tiết điển h ình và tiến hành lập quy trình công nghệ gia công. I.1. Phân tích chi tiết gia công Bản vẽ lắp (Hình 4.1) Trục là một chi tiết trụ tròn rất phổ biến trong các hệ thống máy. Chức năng của trục là dùng để đỡ các chi tiết máy quay hoặc truyền chuyển động v à momen thông qua các chi tiết lắp trên nó. Vì vậy, trục phải đảm bảo các yêu cầu đặt ra như: độ cứng, độ bền trong quá tr ình làm việc. Đồng thời trục cũng cần đảm bảo độ chính xác về kích thước và sai số hình dáng hình học để đảm bảo chức năng lắp ghép các chi tiết máy lên nó. I.2. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi. Việc chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi là một khâu rất quan trọng trong quá trình chế tạo chi tiết. Phôi và phương pháp chế tạo phôi ảnh hưởng đến chất lượng chi tiết sau khi gia công cũng nh ư hiệu quả kinh tế trong quá tr ình sản xuất. Nhưng ở đây, với tình hình sản xuất đơn chiếc đồng thời yêu cầu kỹ thuật Hình 4.1 94 của thiết bị khảo nghiệm ở mức độ trung b ình, nên ta tiến hành chọn phôi dạng thanh và phương pháp chế tạo là cán nóng. Dung sai kích thước phôi và lượng dư gia công được tra trong tài liệu [2, trang 33]. I. 3. CHỌN PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG Để tiến hành gia công, ta đánh số các bề mặt gia công theo thứ tự: Bảng: Trình tự gia công các bề mặt STT Tên nguyên công Bề mặt gia công Bề mặt định vị Máy công nghệ 1 Cắt phôi Trụ ngoài Máy cưa 2 Tiện mặt đầu và khoan tâm: - Tiện mặt đầu - Khoan hai lỗ tâm 1, 2 1, 2 Bề mặt trụ ngoài Máy tiện T620 3 Gia công mặt trụ ngoài: Tiện mặt trụ và vát mép, tiện rãnh, tiện ren 3,4,6,7,8,9, 1 và 2 Máy tiện T620 Hình 4.2 95 4 Gia công mặt trụ ngoài: Tiện mặt trụ ngoài, vát mép, tiện rãnh, tiện ren 11,12,13, 14 1 và 2 Máy tiện T620 5 Phay rãnh then 5 5,1 5, 13 Máy phay 6H12 6 Phay rãnh then 16,15 15, 16 15,16 Máy phay 6H12 7 Nhiệt luyện 8 Mài cổ trục và cổ lắp cam 6, 14 1,2 Máy mài 9 Kiểm tra Tất cả các mặt gia công Dụng cụ kiểm tra I.3.1. Thiết kế nguyên công: 1. Nguyên công 1: Cắt phôi. Nội dung của nguyên công gồm cắt phôi, nắn thẳng phôi … - Bề mặt gia công 1 và 2. - Bề mặt định vị : mặt trụ ngoài. - Máy công nghệ: máy cưa. - Chi tiết được kẹp chặt trên êtô bởi mặt trụ ngoài. - Dụng cụ cắt: lưỡi cưa. - Dụng cụ kiểm tra: Thước kẹp. - Dung dịch trơn nguội: nước ( H20 ). 2. Nguyên công 2: Tiện mặt đầu và khoan lỗ tâm.( Hình 4.3) - Nội dung nguyên công: + Bước 1: Tiện mặt đầu (1). + Bước 2: Khoan lỗ tâm (1’). + Bước 3: Tiện mặt đầu (2). 96 + Bước 4: Khoan lỗ tâm (2’) . - Sơ đồ gá đặt:(Hình 1) - Máy công nghệ: Máy tiện T630. - Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt(như hình 4.3) - Chi tiết được kẹp chặt trên mâm cặp, dao tiện được gá trên bàn xe dao, mũi khoan tâm được gá trên ụ động. Sử dụng tốc kẹp. - Dụng cụ cắt: Thông số kỹ thuật của dụng cụ cắt Dao tiện mặt đầu Dao khoan tâm Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 150 x 0,01. Dung dịch làm mát: Dung dịch Emunxi 3. Nguyên công 3: Gia công mặt trụ ngoài đầu phải. (Hình 4.4) - Nội dung nguyên công: + Bước 1: Tiện thô các bề mặt (2), (4), (6), (7), (8), (9),. Hình 4.3 Dao tiện mặt đầu Mũi khoan tâm 97 + Bước 2: Tiện rãnh (3), (8). + Bước 3: Tiện bán tinh bề mặt (4), (6), (9) + Bước 4: Tiện tinh bề mặt (4 ), (6), (9), và vát mép (2), (8), (9). + Bước 5: Tiện ren (8). Sơ đồ gá đặt: (Hình 4.4) - Máy công nghệ: Máy tiện T630. - Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt: Khi gia công bề mặt: Chi tiết được định vị bằng hai mũi chống tâm, một mũi chống tâm trên trục chính của máy và 1 mũi chống tâm trên ụ động khống chế 5 bậc tự do. Để truyền mô men xoăn ta d ùng tốc. Để tăng độ cứng vững ta cùng lynet. -Dụng cụ cắt : Như hình vẽ Do tiện rãnh H H B B L L l l a a r 2 16*1 1 10 1 100 6 30 3 2 0,2 Dao tiện mặt trụ ngoài Hình 4.4 98 H h B b L L m n a l r R 3 32 2 20 1 170 1 7 2 25 1 1,0 Dao tiện ren h h b b L L n n l l Bước ren 2 25 1 16 1 140 4 4 8 8 0,8 – 3 - Dụng cụ kiểm tra: - Thước cặp: 150 x 0,01 Nguyên công 4: Gia công mặt trụ ngoài đầu trái. - Nội dung nguyên công: + Bước 1: Tiện thô các bề mặt (11), (12), (13), (14). + Bước 2: Tiện rãnh (12) + Bước 3: Tiện bán tinh bề mặt (11), (12), (14) + Bước 4: Tiện tinh bề mặt (11), (14) v à vát mép (14), (12) + Bước 5: Tiện ren (12). Sơ đồ gá đặt: (Hình 4.5) - Máy công nghệ: Máy tiện T630. Hình 4.5 99 - Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt như hình vẽ: Khi gia công bề mặt: Chi tiết được định vị bằng hai mũi chống tâm, một mũi chống tâm trên trục chính của máy và 1 mũi chống tâm trên ụ động khống chế 5 bậc tự do. Để truyền mô men xoăn ta dùng tốc. Dùng lynet để tăng độ cứng vững cho chi tiết gia công -Dụng cụ cắt : Dao tiện mặt trụ ngo ài, dao tiện rãnh, dao vát mép và dao tiện ren. (Như dao tiện ở nguyên công 3) - Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp: 150 x 0,01 - Dung dịch trơn nguội: Emunxi Nguyên công 5: Phay rãnh then 5 - Nội dung nguyên công: phay rãnh then 5 - Sơ đồ gá đặt: (Hình 4.6) - Máy công nghệ : Máy phay 6H12. - Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt( như hình vẽ) Chi tiết gia công đặt trên hai khối V ngắn và đặt trên bàn máy của máy phay. - Dụng cụ cắt : Dùng mũi khoan mồi và dao phay ngón. Chiều rộng rãnh then D L l 6 5,75 52 8 Hình 4.6 100 - Dụng cụ kiểm tra : thước cặp 150 x 0,01. - Dung dich bôi trơn: Dung d ịch Emunxi Nguyên công 6: Phay rãnh then 15 v à 16 Nội dung dung nguyên công. + Bước 1: Phay rãnh then 15, + Bước 2: Phay rãnh then 16. - Máy công nghệ : Máy phay 6H12. - Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt( như hình 4.7) Chi tiết gia công đặt trên hai khối V ngắn và đặt trên bàn máy của máy phay, - Dụng cụ cắt: Dao phay ngón. Chiều rộng rãnh then D L l 10 9,75 63 13 - Dụng cụ kiểm tra : thước cặp 150 x 0,01. - Dung dich bôi trơn: Dung d ịch Emunxi Hình 4.7 101 Nguyên công 7: Nhiệt luyện. Nguyên công 8: Mài các bề mặt 4, 6, 9, 11, 14 Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt Máy sử dụng máy mài. Dụng cụ cắt: đá mài Nguyên công 9: Kiểm tra Sau khi gia công xong ta tiến hành kiểm tra lại các kích thước , hình dạng hình học, vị trí tương quan các bề mặt, độ đồng tâm, độ nhám bề mặt. II. Xác định lương dư. II.1. Xác định lượng dư trung gian cho cổ trục kích thước Ф40h6 bằng phương pháp phân tích Kích thước D = 40h6 = 0,01640 là đường kính ngoài, có độ chính xác của kích thước là cấp 6. Phôi được chọn là phôi thanh Rz0 = 150 μm, T = 250 μm [13, trang 18-bảng 1.15]. Tra [13, trang 20 bảng 1.8] ta có trình tự các bước công nghệ và độ chính xác , độ nhám bề mặt đạt được như sau : Tiện thô: cấp chính xác 14, cấp nhám cấp 2, độ nhám bề mặt R z1 = 120μm Tiện bán tinh:Cấp chính xác 13, độ nhám bề m ặt Rz2 = 60μm Tiện tinh: Cấp chính xác 10, độ nhám bề mặt Rz 3 = 20μm. Mài thô cấp chính xác 8, độ nhám bề mặt Rz 4 = 5 (μm) Mài tinh: Cấp chính xác 6, độ nhám bề mặt Rz 5 = 3μm. Chiều sâu lớp biến cứng T1 = 120μm, T2 = 60μm ,T3 = 30μm ,T4= T5 = 5μm 102 Sai số cong vênh của phôi: Trang[13, trang 19 - bảng 1.7] với đường kính d = 50mm ; l = 510(mm) ta có sai số không gian của phôi với phôi ch ưa được nắn thẳng khi gia công nhiệt luyện trong l ò thường  cv = 1,3 x 510 = 663 μm. Khi khoan tâm ta dùng bề mặt này này làm bề mặt định vị, cổ trục này có dung sai phôi, theo[2, trang 219- bảng 3.53] ta có dung sai phôi là Tức là δ0 = 0,4 = 400 μm. Sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt định vị bằng : ρlt= 0.25 x 12  = 100 μm [13, trang 19, bảng 1.7] Vậy sai số không gian của phôi l à: 2 2 2 2633 100 640,85( )tc cv lt m        Sau bước tiện thô sai lệch không gian c òn lại là: ρ1 = 0,06.640,85 = 38,451(mm) Sau bước tiện bán tinh sai lệch không gian c òn lại là:  2= 0,05 x 640,85 = 32 μm Sau tiện tinh sai lệch không gian còn lại là:  3= 0,04 x 623 = 25,6 μm. Sau khi xác định được hết các thông số cần thiết ta tính đ ược lượng dư trung gian bé nhất cho các bước công nghệ như sau : Lượng dư cho bước gia công tiện thô là: 2Zmin0 = 2(Rzo + To + ρo ) = 2(150 + 250 + 640,85) = 2081,7 μm Lượng dư cho bước gia công tiện bán tinh: 2Zmin1 = 2(Rzl + T1 + ρ1) = 2(120+ 120 + 38,5)= 557 μm Lượng dư cho bước gia công tinh là: 2.Zmin2 = 2.(Rz2 + T2 + ρ2) = 2(60 + 60 + 32) = 304(mm) Lượng dư cho bước gia công mài thô và tinh là: 2Zmin3 = 2(Rz3 + T3 + ρ3) = 2(20 + 5 + 25,6) = 101,2 μm Kích thước trung gian tính toán được xác định như sau : Kích thước bé nhất của chi tiết là : Dmin4 = 40 - 0,016 = 39,984 mm. 103 Kích thước trung gian bé nhất của phôi tr ước khi gian công mài tinh là : Dmin3 = Dmin4 + 2Zmin4 = 40 + 0,101 = 40,085 mm. Kích thước bé nhất trước khi gia công tiện tinh là: Dmin2 = Dmin3 + 2Zmin3 = 40,095 + 0,304 = 40,399 mm. Kích thước bé nhất trước khi gia công tiện bán tinh l à: Dmin1 = Dmin2 + 2Zmin2 = 40,399 + 0,557 = 40,956 mm Kích thước bé nhất trước khi tiện thô là: Dmin0 = Dmin1 + 2.Zmin1 = 40,956 + 2,082 = 43,038(mm) Dung sai kích thước trung gian được xác định theo bảng 1.95 tr117 sách 13 Dung sai phôi δo = 1,1 mm Dung sai kích thước khi tiện thô δ1 = 0,6(mm) Dung sai kích thước sau bước tiện bán tinh δ2 =0,25 mm. Dung sai kích thước sau bước tiện tinh δ3 =0,039 mm. Dung sai kích thước sau bước mài tinh δ4 = 0,025 mm. Ta quy tròn các kích thước tính toán trên và kích thước lớn nhất: Dmin0 = 43,038→ Dmax0 = 43,038 + δo = 43,038 + 1,1= 44,138 mm Dmin1 = 40,964→ Dmax1 = 40,946 + δ1 = 40,946 + 0,6 = 41,564mm Dmin2 = 40,399→ Dmax2 = 40,399 + δ2 = 40,399 + 0,25 = 40,649mm Dmin3 = 40,085→ Dmax3 = 40,085 + δ3 = 40,085 +0,039 = 40,124 mm Dmin4 = 39,984→ Dmax4 = 39,984 + δ4 = 39,984 + 0,025 = 40,009(mm) Lương dư trung gian bé nhất và lớn nhất của các bước là - Bước tiện thô: 2Zmin1 = Dmin0 - Dmin1 = 43,138 – 40,946 = 2,082 mm 2Zmax1= Dmax0 - Dmax1= 44,128 – 41,564 = 2,582mm Bước tiện bán tinh: 2Zmin2 = Dmin1 - Dmin2 = 40,946– 40,389 = 0,557mm 2Zmax2 = Dmax1 - Dmax2 = 41,564 – 40,649 = 0,915 mm - Bước tiện tinh 2Zmin2 = Dmin2 - Dmin3 = 40,399 – 40,085 = 0,314 mm 104 2Zmax2 = Dmax2- Dmax3 = 40,649 – 40,124 = 0,525 mm - Bước mài tinh: 2Zmin3 = Dmin3 – Dmin4 = 40,085 – 39,984 = 0,101 mm 2Zmax3 = Dmax3 – Dmax4 = 40,124 – 40,009 = 0,115 mm Lương dư tổng cộng bé nhất và lớn nhất là: 2Zmin0 = 2 izmax 4 1  = 2,082 + 0,557 + 0,314 + 0,101 = 3,054 mm 2Zmax0 = 2 izmin 4 1  = 2,582 + 0,915+ 0,525 + 0,115 = 4,138 mm Thử lại kết quả : 2Zmax0 – 2Zmin0 = 4,138 – 3,054= 1,084 mm δph - δct = 1,1 – 0,016 = 1,084mm Vậy kết quả tính đúng. Lượng dư trung gian danh nghĩa cho bước tiện thô : Z1 = Zmax1 – ES0 + ESct = 2,082 – 1,1 +0 = 1,082 mm. Lượng dư tổng cộng danh nghĩa: 2Z0 = 2Zmax0 - ESph + ESct = 4,138 – 1,1 - 0,016 = 3,022 mm. Kích thước danh nghĩa của phôi: D0 = Dct + 2Z0 = 40 + 4,138 = 44,138 mm. Kích thước được ghi trên phôi là: 0,445 mm. Ghi các giá trị tra và tính toán vào bảng tổng kết ta được bảng sau: Các yếu tố tạo thành lượng dư(μm) Kích thước giới hạn (mm) Lượng dư giới hạn (mm) Trình tự các bước công nghệ gia công Rzi Ti ρi εi Lượn g dư tính toán 2Zmin (μm) Kích thước tính toán (mm) Du ng sai δI (m m) Dmin Dmax 2Zmin 2Zmax Phôi 150 250 640,85 0 45 -0,4 1,1 43,038 44,13 - - 105 8 1. Tiện thô 120 120 38,451 0 2028 40,95 6 0,6 40,956 41,56 4 3,054 4,138 2.T bán tinh 60 60 32 0 557 40,39 9 0,2 5 40,399 40,69 4 2,082 2,582 3.Tiện tinh 10 10 31,2 0 314 40,08 5 0,0 39 40,085 40,12 4 0,557 0,915 4.Mài tinh 5 10 24,9 0 101 39,98 4 0,0 25 39,984 40,00 9 0,101 0,115 II.2. Xác định lượng dư cho các kích thước còn lại bằng phương pháp tra bảng. II.2.1. Xác định lượng dư cho kích thước Φ36 Nguyên công Cấp độ nhám Cấp chính xác Lượng dư gia công (mm) Dung sai (μm) 1. Tiện thô 3 13 3 40 2. T bán tinh 5 11 1 25 3. Tiện tinh 6 9 0,5 10 II.2.2. Xác định lượng dư cho kích thước Φ30. Nguyên công Cấp độ nhám Cấp chính xác Lượng dư gia công (mm) Dung sai (μm) 1. Tiện thô 3 13 4 40 2. T bán tinh 5 11 1,5 25 3. Tiện tinh 6 9 0,5 10 106 II.2.3. Xác định lượng dư cho kích thước Φ25k6 Nguyên công Cấp độ nhám Cấp chính xác Lượng dư gia công (mm) Dung sai (μm) 1. Tiện thô 3 13 3,5 60 2. T bán tinh 5 11 1 40 3. Tiện tinh 6 9 0,43 16 4. Mài thô 0,045 10 5. Mài tinh 0,025 6 II.2.4. Xác định lượng dư cho kích thước Φ20h9. Nguyên công Cấp độ nhám Cấp chính xác Lượng dư gia công (mm) Dung sai (μm) 1. Tiện thô 3 13 3,5 60 2. T bán tinh 5 11 1 40 3. Tiện tinh 6 9 0,5 16 III. Xác định chế độ cắt theo phương pháp phân tích III.1. Xác định chế độ cắt bằng phương pháp phân tích bước tiện tinh Φ40h6 Chiều sâu cắt t (mm) 0,557 0, 2785( ) 2 t mm  (mm) Lượng chạy dao: Theo điều kiện độ nhám của bề mặt gia công: rRS z81  với r là bán kính mũi dao r = 1 Theo [6, trang 96] Rz là chiều cao nhấp nhô lớn nhất cho phép của bề mặt Rz = 10m = 0,01mm 1 8.0,01.1 0,283S   ( mm/vòng ) Theo độ cứng vững của chi tiết gia công: 107 S2 3 . . .[ ] 1,1. . . ypz xpz pz pz K E J f l C T K  Trong đó: K- hệ số phụ thuộc vào cách gá đặt, k = 48 do gá trên hai mũi chống tâm E- Mođun đàn hồi của vật liệu : E = 2x10 4 (KN/mm2) J- Mođun quán tính tiết diện ngang của phôi. 40,05 phJ D = 0,05 x 454 = 205031,25 [f]- độ uốn cho phép của phôi, 1k0hi gia công thô f = 0,4 l = 509mm là chiều dài phôi mm Kpz= 1,79- hệ số điều chỉnh lực cắt, phụ thuộc vật liệu gia công v à các thông số hình học phần cắt xpz, ypz là số mũ chỉ ảnh hưởng của t và S đến lực cắt, theo [2, trang 18, bảng 5 - 23] ta có xpz = 1, ypz = 0,9 t = 0,2785mm là chiều sâu cắt Cpz = 300 là hệ số phụ thuộc nhóm vật liệu gia công S3 4 0,75 3 48.2,1.10 .205031,25.0,4 5,95 1,1.509 .300.0,2785.1,7   ( mm/vòng ) Theo sức bền cán dao:   75.0 2 3 6 pzxpzpz u KtlC BHS  , Theo [13, Bảng 2-1 trang 149] B = 30 mm là chiều rộng thân dao H = 20 mm là chiều cao thân dao [u ] = 24 KG/mm2 là ứng suất uốn cho phép của vật liệu thân dao l = 1,5H = 1,5.20 = 30 mm là chi ều dài phần nhô ra của cán dao, thay vào ta có: 2 0.753 1 30.20 .24 1,62 6.30.300 .1,79.2,069 S   ( mm/vòng ) Từ đó ta chọn S = Smin = 0,283 ( mm/vòng ) 108 Vận tốc cắt V = Kv StT Cv yvxvm . .. (m/phút) Theo [2, trang 97] Trong đó: Cv = 340 là hệ số tra theo [2, trang 14, bảng 5 -17] T = 60 phút là chu kì bền của dao, lấy theo thời gian l àm việc của dao đến khi mòn t = 0,2785 (mm) là chiều sâu cắt S = 0,283mm/vòng là lượng chạy dao đã chọn Kv là hệ số hiệu chuẩn tốc độ cắt Kv = Kmv x Knv x Kuv x Kv theo Kmv là hệ số ảnh hưởng của vật liệu gia công, với thép K mv = 1 Knv = 0,8 là hệ số ảnh hưởng của trạng thái bề mặt phôi, theo [2, trang 8, bảng 5 -5] Kuv là hệ số ảnh hưởng của vật liệu dụng cụ cắt, gia công thép kết cấu bằng hợp kim thì Kuv = 0,6 theo [2 trang 8, bảng 5-6] Kv = 1,4 là hệ số ảnh hưởng của các thông số h ình học của dao, m = 0,2 theo [2, trang 14, bảng 5-17] xv = 0,15, yv = 0,45 theo [2, trang 14, bảng 5-17] Thay vào ta tính được: Kv = 1.0,8.0,6 .1,4 = 0,67 Vận tốc cắt là: V = 0,2 0,15 0,45 340 .0,67 214,8 60 .0, 2785 .0, 283  ( m/phút ) Số vòng quay trong một phút là: n = D V . .1000  = 1000.214,8 1680 .40,7  , theo máy ta chọn n = 1600 vòng/phút Vận tôc cắt là: V= 1000 .. Dn = 1600. .40,7 204,5 1000   m/phút Lực cắt là: Pz = Cpz.t xpz .S ypz .V nz .Kpz theo [2, trang 99] Pz = 300 . 0,27851 . 0,2830,9 .204,5-0,15 .1,79 = 21,7 N Công suất tiêu thụ khi cắt: 109 N = 60.102 .VPz = 21,7.204,5 0,62 102 60  (KW) < Nmáy= 10(Kw) nên đảm bảo an toàn Xác định thời gian gia công cơ bản theo công thức: TM = Sn Li . Thời gian gia công 40h6 ta có thời gian gia công cơ bản là: T M = 19.3 0,13 1600.0,283  (phút) III.2. Xác định chế độ cắt theo phương pháp tra bảng 1. Xác định chế độ cắt cho nguyên công tiện mặt đầu và khoan tâm Tiện mặt đầu: Chiều sâu cắt: 25,1 2 5,2 2 max  Zt (mm). Lượng chạy dao: S = 0,38 (mm/v òng). [2, trang 52, bảng 5-60] Tốc độ cắt: V = 227 (m/ph) ). [11, trang 56, bảng 5 -64] Xác định số vòng quay trục chính: 1000. 1000.227 1605 . 3,14.45 V n D   (vòng/phút). Theo máy chọn n = 1600 (vòng/phút). Vận tốc thực tế: . . 3,14.1600.45 226 1000 1000 n DV    (m/ph). Thời gian gia công cơ bản: 45 . .2 . 2 2 0,07 . . 1600.0,38M D il iT n S n S     (phút). Khoan lỗ tâm: Chiều sâu cắt: t = 3 (mm). Lượng chạy dao: S = 0,27 (mm/vòng). [2, trang 84, bảng 5-87] Tốc độ cắt: V = 20,5 (m/ph) [2, trang 83, bảng 5 -86] Số vòng quay trục chính: 1592 3.14,3 15.1000 . .1000  D V n  (vòng/phút). Theo máy chọn n = 1600 (vòng/phút). 110 Thời gian gia công cơ bản: 004,0 27,0.1600 1. 2 3 . . 2 . .  Sn iD Sn ilTM (phút). 2. Xác định chế độ cắt cho nguyên công phay rãnh then 5: Chiều sâu cắt: t = 3 (mm). Lượng chạy dao răng: SZ = 0,02 (mm/răng). [2 , trang 138, b ảng 5-153] Tốc độ cắt: v = 35 (m/ph). [11, trang 138, bảng 5 -154] Xác định số vòng quay trục chính: 446 25.14,3 35.1000 . .1000  D V n  (vòng/ph). Theo máy chọn n = 450 (vòng/ph). Tốc độ cắt thực tế: 3,35 1000 25.450.14,3 1000 ..  DnV  (m/ph). Kiểm tra tốc độ cắt: 6,40 3.)5.02,0.(300 85,0.7,1.4500 .. .4500 75,04/3  tSC NV zp e N > 35,3Thỏa mãn. Thời gian gia công cơ bản: . . 9.2 0, 4 . . 0,02.450.5M M Z l i l iT S S n Z     (phút). 3. Xác định chế độ cắt cho nguyên công phay rãnh then 15, 16: Chiều sâu cắt: t = 4,5 (mm). Lượng chạy dao răng: SZ = 0,02 (mm/răng). [2 , trang 138, b ảng 5-153] Tốc độ cắt: v = 35 (m/ph). [11, trang 138, bảng 5 -154] Xác định số vòng quay trục chính: 446 25.14,3 35.1000 . .1000  D V n  (vòng/ph). Theo máy chọn n = 450 (vòng/ph). Tốc độ cắt thực tế: 3,35 1000 25.450.14,3 1000 ..  DnV  (m/ph). Kiểm tra tốc độ cắt: 6,40 3.)5.02,0.(300 85,0.7,1.4500 .. .4500 75,04/3  tSC NV zp e N > 35,3Thỏa mãn. Thời gian gia công cơ bản: . . 5.2 0,24 . . 0,02.450.5M M Z l i l iT S S n Z     (phút). 4. Xác định chế độ cắt cho tiện M36x2 Chiều sâu cắt: 111 Tiện thô: t = 3 1,5 2  (mm). Tiện bán tinh: t = 1 0,5 2  (mm). Tiện tinh: t = 0,5 0, 25 2  (mm). Lượng chạy dao: [13, trang 193, bảng 2 -65] Tiện thô: S = 0,8 (mm/vòng). Tiện bán tinh: S = 0,6 (mm/vòng). Tiện tinh:S = 0,2 (mm/vòng). Tiện ren: S = 0,06(mm/vòng)(13, trang 152, bảng 2-7) Vận tốc cắt: [ 11, trang 56, bảng 5 -64] Tiện thô: v = 120 (m/ph). Tiện bán tinh: v = 125(m/ph). Tiện tinh: v = 160 (m/ph). Tiện ren: v = 22(m/ph) Kiểm tra tốc độ quay của trục chính: Tiện thô: 1000. 1000.120 955 . 3,14.40 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 1000(vòng/ph) 3,14.45.1000 141,3 1000 V   (m/ph). Tiện bán tinh: 1000. 1000.125 1061 . 3,14.37,5 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 1001(vòng/ph) 3,14.37,5.1000 118 1000 V   (m/ph). Tiện tinh: 1000. 1000.160 1395 . 3,14.36,5 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 1200(vòng/ph) 3,14.36,5.1200 138 1000 V   (m/ph). Tiện ren: 1000. 1000.22 195 . 3,14.36 V n D   (vòng/ph). 112 Chọn n = 220(vòng/ph)  3,14.36.220 25 1000 V   (m/ph). 5. Xác định chế độ cắt cho gia công Φ30 Chiều sâu cắt: Tiện thô: t = 4 2 2  (mm). Tiện bán tinh: t = 1,5 0,75 2  (mm). Tiện tinh: t = 0,5 0, 25 2  (mm). Lượng chạy dao: [13, trang 193, bảng 2 -65] Tiện thô: S = 0,8 (mm/vòng). Tiện bán tinh: S = 0,6 (mm/vòng). Tiện tinh:S = 0,2 (mm/vòng). Mài tinh: Sd = 0,3.25 = 7,5 (mm/vòng). Vận tốc cắt: [ 13, trang 193, bảng 2 -65] Tiện thô: v = 120(m/ph). Tiện bán tinh: v = 125 (m/ph). Tiện tinh: v = 160 (m/ph). Kiểm tra tốc độ quay của trục chính: Tiện thô: 1000. 1000.120 1061 . 3,14.36 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 1000 (vòng/ph) 3,14.36.1000 112 1000 V   (m/ph). Tiện bán tinh: 1000. 1000.125 1243 . 3,14.32 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 1200 (vòng/ph) 3,14.32.1200 121 1000 V   (m/ph). Tiện tinh: 1000. 1000.160 1697 . 3,14.30 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 1600(vòng/ph) 3,14.30,5.1600 153 1000 V   (m/ph). 113 6. Xác định chế độ cắt cho gia công Φ25h6 Chiều sâu cắt: Tiện thô: t = 3,5 1,75 2  (mm). Tiện bán tinh: t = 1 0,5 2  (mm). Tiện tinh: t = 0, 43 0, 215 2  (mm). Mài thô: t = 0,045 (mm). Mài tinh: t = 0,025 (mm). Lượng chạy dao: [13, trang 193, bảng 2 -65] Tiện thô: S = 0,8 (mm/vòng). Tiện bán tinh: S = 0,6 (mm/vòng). Tiện tinh:S = 0,2 (mm/vòng). Mài thô: [2, trang 181 bảng 5-203] Sd = 0,8 . Bđ = 0,8.25 = 20 (mm/vòng); S n = 0,003 (mm/vòng). Mài tinh: Sd = 0,3.25 = 7,5 (mm/vòng). Vận tốc cắt: [ 2, trang 46, bảng 5 -55] Tiện thô: v = 120 (m/ph). Tiện bán tinh: v = 125 (m/ph). Tiện tinh: v = 160(m/ph). Mài thô: [13 trang 249, bảng 2-194] Vận tốc đá: v = 30 (m/s); vận tốc chi tiết: v = 35 (m/ph) Mài tinh: Vận tốc đá: v = 35 (m/s); vận tốc chi tiết: v = 35 (m/ph). Kiểm tra tốc độ quay của trục chính: Tiện thô: 1000. 1000.120 1273 . 3,14.30 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 1200 (vòng/ph) 3,14.30.1200 113 1000 V   (m/ph). Tiện bán tinh: 1000. 1000.125 1473 . 3,14.27 V n D   (vòng/ph). 114 Chọn n = 1200(vòng/ph)  3,14.27.1200 102 1000 V   (m/ph). Tiện tinh: 1000. 1000.160 2000 . 3,14.25,43 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 2000 (vòng/ph) 3,14.25, 43.2000 160 1000 V   (m/ph). Mài thô: 1000. 1000.35 438,2 . 3,14.25,43 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 500 (vòng/ph) 3,14.25,43.500 40 1000 V   (m/ph). Mài tinh: 1000. 1000.35 445 . 3,14.25,045 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 500 (vòng/ph) 3,14.25,045.500 39,3 1000 V   (m/ph). 7. Xác định chế độ cắt cho gia công Φ20h9 Chiều sâu cắt: Tiện thô: t = 3,5 1,75 2  (mm). Tiện bán tinh: t = 1 0,5 2  (mm). Tiện tinh: t = 0,5 0, 25 2  (mm). Lượng chạy dao: [2, trang 52, bảng 5 -60] Tiện thô: S = 0,8 (mm/vòng). Tiện bán tinh: S = 0,6 (mm/vòng). Tiện tinh:S = 0,2 (mm/vòng). Tiện ren: S = 0,06(mm/vòng)(13, trang 152, bảng 2-7) Vận tốc cắt: [ 13, trang 193, bảng 2-65] Tiện thô: v = 120(m/ph). Tiện bán tinh: v = 125 (m/ph). Tiện tinh: v = 160 (m/ph). 115 Kiểm tra tốc độ quay của trục chính: Tiện thô: 1000. 1000.120 1528 . 3,14.25 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 1600(vòng/ph) 3,14.25.1600 125,6 1000 V   (m/ph). Tiện bán tinh: 1000. 1000.125 1812 . 3,14.22 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 1800 (vòng/ph) 3,14.22.1800 124 1000 V   (m/ph). Tiện tinh: 1000. 1000.160 2484 . 3,14.20,5 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 2500(vòng/ph) 3,14.20,5.3000 160,9 1000 V   (m/ph). 8. Xác định chế độ cắt cho gia công M16x1,25 Chiều sâu cắt: Tiện thô: t = 2,5 1, 25 2  (mm). Tiện bán tinh: t = 1 0,5 2  (mm). Tiện tinh: t = 0,5 0, 25 2  (mm). Lượng chạy dao: [2, trang 52, bảng 5 -60] Tiện thô: S = 0,8 (mm/vòng). Tiện bán tinh: S = 0,6 (mm/vòng). Tiện tinh:S = 0,2 (mm/vòng). Tiện ren: S = 0,06(mm/vòng)(13, trang 152, bảng 2-7) Vận tốc cắt: [ 13, trang 193, bảng 2 -65] Tiện thô: v = 66 (m/ph). Tiện bán tinh: v = 72 (m/ph). Tiện tinh: v = 100 (m/ph). Tiện ren: v = 22(m/ph) Kiểm tra tốc độ quay của trục chính: 116 Tiện thô: 1000. 1000.66 1050 . 3,14.20 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 1000(vòng/ph) 3,14.20.1600 63 1000 V   (m/ph). Tiện bán tinh: 1000. 1000.72 1309 . 3,14.17,5 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 1200 (0vòng/ph) 3,14.17,5.1200 66 1000 V   (m/ph). Tiện tinh: 1000. 1000.100 1929 . 3,14.16,5 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 2000(vòng/ph)  3,14.16,5.2000 103 1000 V   (m/ph). Tiện ren: 1000. 1000.22 350 . 3,14.25 V n D   (vòng/ph). Chọn n = 360(vòng/ph)  3,14.20.360 23 1000 V   (m/ph). 117 Phiếu nguyên công 118 KẾT LUẬN VỀ ĐỂ XUẤT Ý KIẾN Kết luận Với đề tài được giao là “Thiết kế máy cắt dây đồng đường kính lớn nhất 3,8mm năng xuất 2000m/giờ phục vụ chế tạo cuộn dây 1 pha, 3 pha trong công t ơ điện 1 pha, 3 pha tại tổng công ty thiết bị điện Việt Nam ”, sau hơn 3 tháng tìm hiểu tài liệu, tính toán, tham quan thực tế tại xưởng và tổng hợp các kiến thức đã học trong thời gian học tập tại tr ường, đến nay nội dung của đề t ài mà em được giao đã hoàn thành về cơ bản. Qua đó em có các kết luận nh ư sau: - Việc nghiên cứu, tính toán và thiết kế đã được tiến hành nghiêm túc, tuy trong một thời gian không dài nhưng do lần đầu tiên tiếp xúc với công việc thiết kế máy nên đã gặp không ít khó khăn trong quá trình thiết kế, tính toán nên còn nhiều thiếu sót nhưng nhìn chung phần tính toàn cơ bản đã được hoàn thành. - Nội dung của đề tài tương đối rộng, tài liệu liên quan đến thiết kế tính toán máy không được đầy đủ nên chất lượng của đề tài còn nhiều thiếu sót. - Các tài liệu tham khảo được đưa ra trong quá trình thiết kế có một số tài liệu sử dụng công thức thực nghiệm, còn hầu hết đều được chứng minh đầy đủ, các nguồn tài liệu này đều có độ tin cậy cao. - Máy được thiết kế không giống với mẫu máy của tổng công ty thiết bị điện Việt Nam nhưng có nhiều tính năng ưu việt hơn mẫu máy mà công ty đang sử dụng. Đề xuất ý kiến: - Nhà trường, khoa, Bộ môn cần tăng thêm các buổi học ngoại khoá cũng như tăng thời gian đi thực tập thực tế tại các c ơ sở sản xuất để sinh viên có điều kiện học hỏi kinh nghiệm thực tế và củng cố lại những kiến thức đã học được, giúp cho sinh viên hiểu được những vấn đề mà trước đây lý thuyết chưa hiểu rõ. - Cần tăng thêm các thiết bị mô hình, thiết bị phục vụ trong quá tr ình học tập để giúp sinh viên nắm bắt được kiến thức sâu hơn và kĩ hơn ngay khi còn đang học lý thuyết. - Hiện nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, công nghệ thông tin. Xu hướng chung của ngành cơ khí là phát triển các máy đều tự động hoá. V ì 119 vậy bộ môn nên tăng cường thời gian học các môn về tự động hoá, để củng cố kiến thức về tự động hoá cho sinh viên. - Trong quá trình hoàn thành đề tài có rất nhiều vấn đề còn thiếu sót do không có đầy đủ tài liệu tham khảo, vì vậy thư viện cần thu thập thêm nhiều tài liệu chuyên ngành để chúng tôi có thể tìm hiểu và cải tiến hơn nữa chất lượng của máy được thiết kế. - Cần tăng thêm các tiết học vào học phần “Thiết kế chi tiết máy” để sinh viên tiếp xúc được với nhiều cơ cấu dẫn động, tạo ra sự sáng tạo cho sinh viên trong quá trình thiết kế máy. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trong Khoa Cơ khí-Bộ môn Chế tạo máy trường Đại học Nha Trang, các thầy trong x ưởng thực tập và thầy Th.S Trần An Xuân đã nhiệt tình chỉ bảo, hướng dẫn em trong thời gian l àm tốt nghiệp cũng như trong thời gian học tập tại trường. 120 Tài liệu tham khảo 1. Giáo trình lý thuyết cán. Đại học Bách khoa – Đại học Đà nẵng. GS. TS Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, 2, 3. NXB khoa học kỹ thuật 2005. 2. Hồ Lê Viên. Các máy gia công vật liệu rắn và dẻo. NXB khoa học kỹ thuật 2003 3. Nguyễn Hồng Ngân, Nguyễn Danh Sơn. Kỹ thuật nâng chuyển, tập 1, 2. NXB đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 2004. 4. Bài giảng thiết kế máy. Đại học bách khoa đ à nẵng 2007. 5. Nguyễn Hữu Lộc. Cơ sở thiết kế máy. NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh – 2004. 6. PGS.TS Phạm Hùng Thắng. Giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án môn học chi tiết máy. NXB nông nghiệp 1995. 7. Th.S Đặng Xuân Phương. Bài giảng chế tạo máy 2. Đại học Nha trang. 8. Th.S Đặng Xuân Phương. Bài giảng đồ gá . Đại học Nha trang. 9. Thiết bị cán. Đại học bách khoa đ à nẵng. 10. Trần Văn Bảo, Bùi Công Diễn, và các đồng nghiệp. Sổ tay thiết kế cơ khí tập 1. NXB khoa học kỹ thuật 1977. 11. PGS. TS. Ninh Đức Tốn. Giáo trình dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo lường. NXB Giáo dục. 12. PGS. TS Trần Văn Địch và các tác giả. Sổ tay gia công cơ khí 13. Joseph E. Shigley. Standard handbook of machine design. 14. Neil sclater nicholasp. Chironis. Mechanisms & Mechanical Devices Sourcebook. 15. TA Stolarski. Tribology in Machine design. 16. Machinery’s Hand book 27 th