Tính toán thiết kế đồ gá khoan - Khoét - Doa

Môc lôc Lêi nãi ®Çu. Trang 04 1.Yªu cÇu kü thuËt cña nguyªn c«ng, s¬ ®å g¸ ®Æt. Trang 06 2.C¸c yÕu tè cña chÕ ®é c¾t Trang 07 3.X¸c ®Þnh ph­¬ng ¸n kÑp chÆt. Trang 09 4.TÝnh lùc kÑp cÇn thiÕt. Trang 09 5.Chän c¬ cÊu kÑp. Trang 10 6.KiÓm tra ®iÒu kiÖn tù h·m. Trang 13 7.KiÓm bÒn cho bul«ng kÑp. Trang 13 8.Th«ng sè cña c¸c chi tiÕt l¾p r¸p ®å g¸. Trang 15 9.KÕt luËn. Trang 19 Tµi liÖu tham kh¶o. Trang 20 Lêi nãi ®Çu. Ngµy nay, trong thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o c¸c s¶n phÈm c¬ khÝ, chóng ta ngµy cµng réng r·i c¸c lo¹i c«ng cô lao ®éng, víi kÐt cÊu vµ tÝnh n¨ng kü thuËt ngµy cµng hoµn thiÖn h¬n. §©y lµ yÕu tè quan träng gãp phÇn n©ng cao tÝnh sö dông còng nh­ yÕu tè c¹nh cña s¶n phÈm, do n¨ng suÊt, chÊt l­îng cña s¶n phÈm ®­îc n©ng lªn, gi¶m tèi ®a thêi gian gia c«ng chi tiÕt. C¸c lo¹i c«ng cô ®­îc sö dông dï lµ c¸c trang thiÕt bÞ c«ng nghÖ hiÖn ®¹i, hay c¸c lo¹i m¸y v¹n n¨ng ®Òu kh«ng thÓ thiÕu mét bé phËn quan träng, ®ã lµ ®å g¸. §å g¸ gia c«ng trªn c¸c lo¹i m¸y v¹n n¨ng cho phÐp më réng kh¶ n¨ng ho¹t ®éng cña m¸y c«ng cô, gi¶m thêi gian gia c«ng nhê qu¸ tr×nh g¸ dÆt ph«i tù ®éng, n©ng cao n¨ng suÊt vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ. Tuy nhiªn, ®Ó ph¸t huy tèi ®a kh¶ n¨ng, viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ ®å g¸ cÇn ph¶i ®¶m b¶o theo nh÷ng tiªu chuÈn vµ yªu cÇu nhÊt ®Þnh. Do ®ã, m«n häc “ ThiÕt kÕ ®å g¸ gia c«ng c¬ khÝ ” kh«ng n»m ngoµi môc ®Ých trang bÞ cho häc viªn mét ph­¬ng ph¸p tæng qu¸t ban ®Çu trong viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ ®å g¸ gia c«ng chi tiÕt m¸y. Trong ph¹m vi ®å ¸n cña m×nh, b¶n th©n em cã sù vËn dông nhÊt ®Þnh nh÷ng kiÕn thøc ®· häc. Néi dung ®å ¸n ®· thÎ hiÖn ®­îc phÇn nµo yªu cÇu ®Ò ra, ban ®Çu cã sù hîp lý trong viÖc kÕt hîp yÕu tè kÕt cÊu vµ yÕu tè c«ng nghÖ. Tuy nhiªn, do cßn thiÕu thùc tÕ, viÖc n¾m v÷ng kiÕn thøc m«n häc cßn ch­a thùc sù s©u cho nªn trong qu¸ tr×nh hoµn thiÖn, néi dung ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt nhÊt ®Þnh. Em kÝnh mong cã ®­îc nh÷ng nhËn xÐt cô thÓ, sù chØ b¶o tËn t×nh cña c¸c thÇy ®Ó em kÞp thêi bæ xung vµ söa ch÷a. Còng qua ®©y chon em ®­îc göi lêi c¶m ¬n tíi thÇy gi¸o L¹i Anh TuÊn cïng c¸c thÇy gi¸o trong bé m«n CNCT M¸y ®· tËn t×nh góp ®ì em hoµn thiÖn ®å ¸n nµy. HVKTQS, ngµy 01-03-2004 Häc viªn thùc hiÖn Dµo M¹nh L©n ThiÕt kÕ nguyªn lý lµm viÖc cña ®å g¸ 1.Ph©n tÝch yªu cÇu kü thuËt cña nguyªn c«ng, s¬ ®å g¸ ®Æt: Chi tiÕt gia c«ng: tÊm tú cã gê – thÐp C45(B¶ng 6.1.TTKCK.T92) §é cøng: HB = 170 217 Giíi h¹n bÒn: sB = 600(MPa) Giíi h¹n ch¶y: sch = 340(MPa) §­êng kÝnh lç gia c«ng f = 24, yªu cÇu cña lç gia c«ng ®¹t ®é nh¸m Ra = 0,63 ta tiÕn hµnh khoan theo c¸c b­íc nh­ sau: + LÇn 1: khoan lç f17,4. + LÇn 2: khoan lç f23 + LÇn 3: khoÐt lç f24 ®Ó ®¹t dé nh¸m Ra0,63. a. Chän chuÈn: V× s¶n suÊt lo¹t võa, sè l­îng chi tiÕt t­¬ng ®èi lín nªn sö dông ph­¬ng ph¸p tù ®éng g¸ ®Æt nhê c¸c c¬ cÊu ®Þnh vÞ. Chi tiÕt tÊm tú cã d¹ng khèi, ®Ó ®Þnh vÞ chi tiÕt ta h¹n chÕ 6 bËc tù do. Trªn chi tiÕt, sö dông c¸c bÒ mÆt ®· qua gia c«ng c¬ víi ®é bãng t­¬ng ®èi cao lµm chuÈn ®Þnh vÞ cïng c¸c ®å ®Þnh vÞ nh­ sau: + MÆt ph¼ng ®Õ ®å g¸ ®Þnh vÞ mÆt phÝa d­íi cña chi tiÕt, h¹n chÕ ba bËc tù do. + MÆt tr­íc ®Õ ®å g¸ cã d¹ng nh­ mét phiÕn tú dÞnh vÞ mÆt sau cña chi tiÕt, h¹n chÕ hai bËc tù do. + Mét chèt trô ®Þnh vÞ mÆt bªn chi tiÕt, h¹n chÕ mét bËc tù do. b. S¬ ®å ®Þnh vÞ: 2. C¸c yÕu tè cña chÕ ®é c¾t: a.Lùc c¾t: M«men xo¾n: + Khi khoan: Mx = 10.CM.Dq.S y.kP + Khoan réng, khoÐt: Mx = 10.CM.Dq.S y.kP.tx Lùc chiÒu trôc: + Khi khoan: P0 = 10.CP.Dq.S y.kP + Khoan réng, khoÐt: P0 = 10.CP.Dq.S y.kP.tx Trong ®ã: B¶ng 5.32.Sæ tay CNCTM.T25 + C¸c hÖ sè vµ sè mò: CM,CP,q,y,x tra b¶ng 5.32.STCNCTM.T25 + HÖ sè tÝnh ®Õn c¸c yÕu tè gia c«ng thùc tÕ: B¶ng 5.9.Sæ tay CNCTM.T9 kP = kMP = n = 0,75 sB = 600(MPa) kP = + §­êng kÝnh gia c«ng: D = 24(mm) + L­îng ch¹y dao: B¶ng 5.25.Sæ tay CNCTM.T21 S = 0,40(mm/vßng) + ChiÒu s©u c¾t: Khi khoan: t = 0,5.d = 0,5.17,5 = 8,65(mm) Khi khoan réng: t = 0,5(D - d) = 0,5.(23 – 17,5) = 2,75(mm) VËy: + Khi khoan: MX = 10.0,0345.17,52.0,40,8.0,845 = 42,89(N.m) P0 = 10.68.17,51,0.0,40,7.0,845 = 5294(N) + Khi khoan réng: MX = 10.0,09.231,0.0,40,8.0,845.2,750,9 = 20,886(Nm) Tõ ®ã ta tÝnh to¸n cho tr­êng hîp khoan lç f17,5. c. Tèc ®é c¾t: v = + B¶ng 5.28 & 5.30 cho ta:(dao thÐp giã) CV = 9,8 q = 0,4 y = 0,7 m = 0,2 T = 45 + HÖ sè kV: kV = kMV.kUV.kLV = 0,9.1,0.1,0 = 0,9 v = = 27,3(m/ph) + Sè vßng quay: n = d. C«ng suÊt c¾t: Nc = Víi hiÖu suÊt m¸y: h = 0,8 ta cã c«ng suÊt m¸y: N®c = Nc/h = 1,99(KW) e. Chän m¸y: Trªn c¬ së c¸c th«ng sè cña chÕ ®é c¾t, tham khao b¶ng 9.21.Sæ tay CNCTM. TËp3 vÒ ®Æc tÝnh kü thuËt cña c¸c m¸y khoan ®øng, chän m¸y gia c«ng lµ m¸y khoan ®øng 2H125 kiÓu Nga víi c¸c h«ng sè c¬ b¶n sau: + §­êng kÝnh lín nhÊt khoan ®­îc: 25 (mm) + DÞch chuyÓn lín nhÊt cña trôc chÝnh: 170 (mm) + Sè cÊp tèc ®é: 12 + Ph¹m vi tèc ®é trôc chÝnh: 452000(vg/ph) + Sè cÊp ch¹y dao: 9 + Ph¹m vi b­íc tiÕn dao: 0,11,6(mm/vg) + Lùc tiÕn dao: 900 (Kg) 9000 (N) + M«men xo¾n: 2500(Kg.cm)250(N.m) + C«ng suÊt ®éng c¬ chÝnh: 2,2 (KW) Tõ sè cÊp tèc ®é vµ ph¹m vi tèc ®é trôc chÝnh ta cã c«ng béi chuçi sè vßng quay f = 1,41 Suy ra trôc chÝnh quay víi cÊp tèc ®é 7 vµ sè vßng quay thùc tÕ: n1 = 1,416x45 = 354(vg/ph) Tõ sè cÊp ch¹y dao vµ ph¹m vi b­íc tiÕn dao ta cã c«ng béi chuçi l­îng ch¹y dao f = 1,41 Suy ra c¬ cÊu ®Èy cã tèc ®é cÊp 5 vµ l­éng ch¹y dao thùc tÕ: S1 = 1,414x0,1 = 0,4(mm/vg) M«men c¾t thùc tÕ: 3. X¸c ®Þnh ph­¬ng ¸n kÑp chÆt: Gia c«ng chi tiÕt lµ qu¸ tr×nh khoan lç f24, lùc c¾t P0 theo ph­¬ng th¼ng ®øng, m«men c¾t Mx, chi tiÕt gia c«ng cã xu h­íng xoay quanh trôc mòi khoan.§Ó cè ®Þnh chi tiÕt, ta tiÕn hµnh kÑp chÆt chi tiÕt theo s¬ ®å sau: 4. TÝnh lùc kÑp cÇn thiÕt: Theo s¬ ph­¬ng ¸n kÑp chÆt trªn ®©y, lùc kÑp cÇn thiÕt P1 ph¶i ®ñ lín ®Ó ch«ng xoay cho chi tiÕt. Nã ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: + M«men c¾t thùc tÕ: MC = 48,47(Nm) + HÖ sè ma s¸t ë bÒ mÆt kÑp: f = 0,45 + C¸nh tay ®ßn gi÷a lùc P0 vµ P1: l0 = 55(mm) + HÖ sè an toµn chung: K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6 . HÖ sè an toµn trong mäi tr­êng hîp: K0 = 1,5 . HÖ sè kÓ ®Õn l­îng d­ kh«ng ®Òu: K1 = 1,0 . HÖ sè thay ®æi lùc c¾t do mßn dông cô: K2 = 1,0 . HÖ sè t¨ng lùc c¾t do c¾t kh«ng liªn tôc: K3 = 1,2 . HÖ sè kÓ ®Õn nguån sinh lùc kh«ng æn ®Þnh: K4 = 1,3 . HÖ sè kÓ ®Õn vÞ trÝ tay quay c¬ cÊu kÑp: K5 = 1,0 . HÖ sè tÝnh ®Ðn kh¶ n¨ng suÊt hiÖn m«men lËt: K6 = 1,0 Suy ra hÖ sè an toµn chung: K = 1,5x1,04x1,3x1,2 = 2,34 Tõ ®ã: 5. Chän c¬ cÊu kÑp chÆt: + Nguån sinh lùc: c¬ n¨ng. + C¬ cÊu truyÒn lùc : bul«ng-®ai èc. Gäi R lµ lùc däc trôc bul«ng do ®ai èc sinh ra. Trªn ®ai, ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m«men: Q.L = M1 + M2 Trong ®ã: . Q: lùc tay vÆn, do tay quay cêlª. . L: c¸nh tay ®ßn. . M1: momen ma s¸t trªn mçi vßng ren ®ai èc. . M2: momen ma s¸t gi÷a ®ai èc vµ vßng ®Öm. TriÓn khai mét vßng ren ta cã: M«men M1: M1 = P.rtb P = W.tg(a+j1) a : gãc n©ng ren. j1 : gãc ma s¸t gi÷a bul«ng vµ ®ai èc. rtb : b¸n kÝnh trung b×nh cña ren ®ai èc: rtb = d/2 M«men M2 : M2 = F2.R’ F2 : lùc ma s¸t gi÷a ®ai èc vµ vßng ®Öm F2 = W.tgj2 j2 : gãc ma s¸t gi÷a ®ai èc vµ vßng ®Öm. R’ : b¸n kÝnh tÝnh to¸n cña ®ai èc khi tiÐp xóc vßng ®Öm. D : ®­êng kÝnh vßng ngoµi ®ai èc. d : ®­êng kÝnh danh nghÜa ®ai èc. Tõ ®ã: + Hay: C¸c th«ng sè cña c«ng thøc trªn ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: + §­êng kÝnh bul«ng: Lùc kÑp cÇn thiÕt: P1 = 5,23.103(N) Ren hÖ mÐt: C = 1,4 øng suÊt kÐo: s = 8..11(Kg/mm2) Suy ra: Chän bul«ng M10, b­íc ren h = 1,5(mm) + Tõ ®ã cã ®­êng kÝnh vßng ngoµi ®ai èc: D = 17(mm) + Gãc n©ng ren: + Gãc ma s¸t j1: f1 = tgj1 = 0,15 j1 = arctg0,15 = 8,530 + Gãc ma s¸t j2 : f2 = tgj2 = 0,25 + Lùc vÆn: Q = 10(Kg) + C¸nh tay ®ßn: L = 150(mm) Nh­ vËy: Theo kÕt cÊu trªn cã: Suy ra: P1 < P1’ Tøc lµ c¬ cÊu ®· chän ®¶m b¶o sù kÑp chÆt. 6. KiÓm tra ®iÒu kiÖn tù h·m: §iÒu kiÖn tù h·m cña renvÝt: Trong ®ã: + §­êng kÝnh trung b×nh cña ren: dtb = 9(mm) + §­êng kÝnh tÝnh to¸n cña ®ai èc tiÕp xóc vßng ®Öm: d’ = 14(mm) §iÒu kiÖn trªn t­¬ng ®­¬ng víi: §iÒu nµy lu«n ®óng, vËy ®iÒu kiÖn tù h·m ®­îc ®¶m b¶o. 7. KiÓm bÒn cho bul«ng kÑp: a. TiÕn hµnh kiÓm bÒn cho bul«ng theo øng suÊt t­¬ng ®­¬ng: Mét c¸ch gÇn ®óng: st® = 1,3.s Trong ®ã: + [s] : øng suÊt cho phÐp cña bul«ng. Víi vËt liÖu chÕ t¹o bul«ng lµ thÐp C45 ta cã: + s : øng suÊt kÐo khi bul«ng lµm viÖc: Nh­ vËy bul«ng ®· chän ®¶m b¶o bÒn. b. KiÓm bÒn theo hÖ sè an toµn: 8. Th«ng sè cña c¸c chi tiÕt l¾p r¸p ®å g¸: + §Õ ®å g¸: Gang x¸m B = 130 L = 260 H = 15 + Má kÑp: thÐp C45m, HRC = 40…45 B¶ng 8.30.ST CNCTM.T434 B = 28 H = 12 L = 63 b1 = 18 h1 = 4 l = 28 b2 = 18 d = 12 r = 10 + Chèt trô: thÐp 20Cr thÊm than, HRC = 50…55 B¶ng 8.10.ST CNCTM.T401 D = 8(mm) L = 32(mm) l = 10(mm) R = 0,5(mm) h = 4(mm) + B¹c dÉn h­íng: thÐp DC 100A, HRC = 58…63 B¶ng 8.78.ST CNCTM.T527 D = 60 d = 24 H = 50 D1 = 60 d1 = 36 H1 = 25 D2 = 50 d2 = 8 h = 22 r = 3 r1 = 25 r2 = 11 t = 19 m = 36 + B¹c lãt: thÐp C20, thÊm than ®¹t HRC = 56…60 d = 40 D = 52 H = 25 c = 1,5 + VÝt cÊy: TCVN 3068-81 L1 = 27 L2 = 27 L3 = 30 + Chèt tú: thÐp DC 100A, HRC = 58…63 L1 = 55 L2 = 30 R = 2 + §ai èc: TCVN 1905-76 d = 10 D = 19,6 D1 = 16 S = 17 H = 8 + Vßng ®Öm: thÐp C45 d = 11 D = 24 S = 5 + Bul«ng M6, TCVN 1892-76 d = 6 D = 11,5 H = 4,5 l0 = 15 l = 28 9. KÕt luËn: Víi kÕt cÊu ®å g¸ nh­ trªn, qu¸ tr×nh tiÕn hµnh khoan lç cho chi tiÕt ®­îc thùc hiÖn mét c¸ch dÔ dµng. C¬ cÊu ®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt ®¶m b¶o cè ®Þnh tèt chi tiÕt, ®ång thêi thuËn tiÖn trong viÖc th¸o l¾p. Tuy nhiªn, kÕt cÊu trªn cña ®å g¸ vÉn cßn cã ®iÓm h¹n chÕ. §ã lµ, qu¸ tr×nh th¸o l¾p chi tiÕt yªu cÇu ph¶i vÆn ®ång thêi c¶ hai bul«ng ®Ó gi¶i phãng hai má kÑp. §iÒu nµy cã ¶nh h­ëng nhÊt ®Þnh ®Õn n¨ng suÊt cña m¸y do cã sù tiªu hao vÒ thêi gian. Tãm l¹i, ®å g¸ trªn hoµn toµn cã thÓ øng dông ®Ó gia c«ng chi tiÕt víi sù ®¶m b¶o cao vÒ yªu cÇu kü thuËt còng nh­ n¨ng su©t gia c«ng. TµI liÖu tham kh¶o 1. §å g¸ TËp 2. TCVN 1173-71vµ TCVN 1217-71 2. Sæ tay vÏ kü thuËt c¬ khÝ. Häc viÖn kü thuËt qu©n sù - 2001 3. H­íng dÉn thiÕt kÕ ®å ¸n c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y. Bé m«n c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y. Häc viªn kÜ thuËt qu©n sù - 2003 4. §å g¸ c¬ khÝ ho¸ vµ tù ®éng ho¸. Lª V¨n TiÕn ,TrÇn V¨n §Þch ,TrÇn Xu©n ViÖt Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kÜ thuËt - 1999 5. Sæ tay Atlas ®å g¸. TrÇn V¨n §Þch Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kÜ thuËt – 2000 6. Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y TËp 1,2,3. NguyÔn §¾c Léc ,Lª V¨n TiÕn Ninh §øc Tèn ,TrÇn Xu©n ViÖt Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kÜ thuËt - 2001