ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY DOA NGANG
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÁY DOA NGANG
Họ và tên sinh viên :
1.Tên đề tài :
THIẾT KẾ MÁY DOA NGANG
2.Các số liệu ban đầu :
+Giới hạn đường kính lỗ gia công : D = 30 ¸ 110 (mm)
+Thời gian làm việc của máy : 1000 (Giờ)
+Ba cấp tốc độ.(Zv = 3)
+Hai cấp chạy dao.(Zs = 2)
3.Nội dung phần thuyết minh và tính toán :
Gồm bảy chương:
CHƯƠNG 1 : NGUYÊN LÝ CƠ BẢN VỀ TẠO LỖ
CHƯƠNG 2 : CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG LỖ
TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT
CHƯƠNG 3 : LỰA CHỌN KẾT CẤU MÁY HỢP LÝ
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY
CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY
CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ MỘT SỐ KẾT CẤU MÁY CƠ BẢN
CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN,
BÔI TRƠN VÀ BẢO DƯỠNG MÁY
4.Các bản vẽ và đồ thị:Gồm 7 bản vẽ trên khuôn khổ giấy A0:
+ Bản vẽ sơ đồ động toàn máy(A0).
+ Bản vẽ lắp tổng thể máyA0).
+ Bản vẽ kết cấu hộp truyền động(A0).
+ Bản vẽ cụm bàn máy và giá đỡ(A0).
+ Bản vẽ thân máy,sống trượt(A0)
+ Bản vẽ chi tiết(A0).
+ Bản vẽ kết cấu gối đỡ trục dao và lưới đồ thị vàng quay
...................
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu
chương 1: NGUYÊN LÝ CƠ BẢN VỀ TẠO LỖ
1.1.Gia công lỗ bằng rèn dập
1.2.Tạo lỗ bằng ngọn lửa cắt khí
1.3.Khoan lỗ
1.4.Cắt lỗ bằng chùm tia điện tử
1.5.Gia công lỗ bằng chùm tia LASER
chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG LỖ
TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT
2.1.Tiện lỗ
2.2.Khoét lỗ
2.3.Doa lỗ
2.4.Truốt lỗ
2.5.Mài lỗ
2.6.Nong lỗ bằng bi hoặc chày nong
chương 3: LỰA CHỌN KẾT CẤU MÁY HỢP LÝ
3.1.Tiện lỗ
3.2.Khoét lỗ
3.3.Doa lỗ
3.4.Truốt lỗ
chương 4: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY
4.1.Phân tích điều kiện và chế độ làm việc của hộp tốc độ
4.1.1.Về tốc độ cắt
4.1.2.Các kích thước và thông số sơ bộ
4.1.3.Xác định chế độ gia công hợp lý
4.2.Tính toán,thiết kế động học cụm thay đổi tốc độ
4.2.1.Thiết kế số nhóm truyền tối thiểu
4.2.2.Lưới kết cấu và lưới đồ thị vòng quay
4.2.3.Xác định số răng của các bánh răng
4.3.Tính toán,thiết kế động học cơ cấu chạy dao
4.3.1.Thiết lập quan hệ số vòng quay cơ bản
4.3.2.Xác định tỉ số truyền
4.3.3.Xác định số răng của các bánh răng
chương 5: TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY
5.1.Tính chọn động cơ điện
5.2.Tính toán,thiết kế động học bộ truyền đai
5.3.Tính toán động lực học toàn máy
chương 6: TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ MỘT SỐ
CƠ CẤU MÁY CƠ BẢN
6.1.Tính toán,thiết kế bộ truyền đai
6.2.Tính toán,thiết kế bộ truyên bánh răng
6.3.Tính toán lực học và các thông số hình học của
bộ truyền bánh răng khác
6.4.Tính toán lực học toàn máy
6.5.Tính trục và then
6.5.1.Xác định sơ bộ đường kính trục
6.5.2.Xác định gần đúng đường kính trục
6.5.3.Kiểm nghiệm các trục theo hệ số an toàn
6.5.4.Tính then và then hoa
6.6.Tính chọn ổ lăn
6.6.1.Xác định tải trọng và chọn ổ
6.6.2.Chọn chế độ lắp và phương pháp lắp ổ
6.6.3.Bôi trơn ổ lăn
6.7.Tính toán,thiết kế trục dao
6.7.1.Vai trò và yêu cầu đối với trục dao
6.7.2.Vật liệu làm trục và phương pháp nhiệt luyện
6.7.3.Tính sức bền trục dao
chương 7: TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
BÔI TRƠN VÀ BẢO DƯỠNG
7.1.Tính toán,thiết kế cơ cấu điều khiển
7.2.Bôi trơn hộp truyền động
7.3.Bảo dưỡng máy
LỜI NÓI ĐẦU
“ Đồ án tốt nghiệp “ : Nhằm giúp cho sinh viên một lần nữa tự cũng cố lại kiến thức đã được học,bên cạnh đó “nó“ tạo điều kiện cho sinh viên tập làm quen dần với công việc thiết kế của người kỹ sư và cũng như việc sinh viên tự tích lũy cho riêng mình về mặt kiến thức và tài liệu chuyên môn nhằm phục vụ cho sau này.
Máy cắt kim loại chiếm một vị trí đặc biệt quan trọngtrong ngành chế tạo máy để sản suất ra các chi tiết của máy khác nghĩa là chế tạo ra tư liệu sản suất để cơ khí hóa và tiến tới hiện đại hoa nền kinh tế quốc dân.
Động cơ đốt trong được sữ dụng rộng rãi trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng .Trong thời gian làm việc dưới sự tác dụng của tải trọng và áp xuất nên các chi tiết bị hư hỏng trong đó có bạc lót và gối đỡ .
Trong nền kinh tế Việt Nam hiện nay việc thay thế block của nhà sản xuất là rất tốn kém so với thu nhập của người sử dụng.Vậy,để gia công,sửa chữa lại những gối bị méo và không đồng tâm,sau khi tìm hiêu trên thực tế công việc,học tập và nguyên lý ở các cơ sở cơ khí gia công trong và ngòai nhà nước,em đã chọn đề tài cho mình là “thiết kế máy doa ngang” và đã được thầy giáo hướng dẫn đồng ý.
Bằng tất cả các kiến thức được tích lũy trong những năm học qua và dưới sự hướng dẫn,giúp đỡ tận tình của các thầy,cô giáo bộ môn,đặc biệt là thầy giáo hướng dẫnLưu Đức Hòa,em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình đúng thời hạn được giao.Tuy vẫn còn rất nhiều sai sót nhưng em thật sự rất lấy làm vui mừng bởi đây là bước khởi đầu cho những công việc sau này của người kỹ sư thiết kế.Và em cũng mong rằng với tính chất tập sự của đồ án này,các thầy,cô sẽ châm chước và bỏ qua những sai sót đó.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn,giúp đỡ tận tình của thầy giáo Lưu Đức Hòa,cảm ơn sự đóng góp ý kiến của các thầy,cô giáo bộ môn và cuối cùng là sự giúp đỡ về những kiến thức,những kinh nghiệm thực tế của tập thể cán bộ, công nhân trong xí nghiệp cơ khí thuộc Nhà máy X50 Hải quân.
Cuối cùng em xin kính chúc các thầy,cô giáo sức khỏe và gia đình hạnh phúc.
CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ CƠ BẢN VỀ TẠO LỖ
Trong nguyên lý cắt gọt kim loại có nhiều cách phá vỡ kim loại để tạo lỗ trên vật liệu đặc gồm các phương pháp như sau:
1.1. Gia công lỗ bằng rèn dập:
Khi đột lỗ dùng chày và cối có cạnh sắc để tạo thành lưỡi cắt, giữa chày và cối có khoảng hở nhất định tuỳ chiều dày S của phôi (thương bằng 5-10% S). Quá trình biến dạng của kim loại như hình I.1:
Hình 1-1:Quá trình biến dạng của kim loại khi cắt và đột
Chọn độ hở Z giữa chày và cối không đúng thì mặt cắt phôi sẽ bị đứt từng khớp. Độ hở quá lớn và lưỡi cắt cùn sẽ kéo kim loại vào cối và do đó tạo ra bavia. Khi đột muốn có kích thước của lỗ đã cho, thì kích thước của chày chọn bằng kích thước của lỗ. Còn kích thước của cối lớn hơn hai lần độ hở Z. Chày vát lõm phía trong để tạo thành lưỡi cắt.
Tính lực cắt hoặc đột P (Newton) khi mặt cắt của chày và cối song song phụ thuộc vào kích thước chi tiết, chiều dày và cơ tính vật liệu. Có thể dùng công thức sau:
- Khi cắt đường tròn: P = 1,25pdStcp (N)
- Khi cắt đường bất kỳ : P = 1,25LStcp (N)
S : chiều dày phôi (mm)
d : đường kính phôi hoặc lỗ đột (mm)
L : chu vi đường cắt (mm)
tcp : giới hạn bền khi cắt (N/mm2)
1.2 Tạo lỗ bằng ngọn lửa cắt khí:
a. Thực chất: quá trình cắt bằng khí là sự đốt cháy kim loại bằng ôxy để tạo nên các ôxyt và các ôxyt này bị thổi đi để tạo thành rãnh cắt. Sự đốt cháy bằng dòng ôxy theo phản ứng sau:
Fe + 0,5O2 = FeO + 64,3 Kcal/phtg
3Fe + 2O2 = Fe3O4 + 266,9 Kcal/phtg
2Fe + 1/2O2 = Fe2O3 + 198,5 Kcal/phtg
Như vậy trong vùng nhiệt độ cao, phản ứng của quá trình cắt tạo nên 3 loại ôxyt FeO, Fe2O3, Fe3O4.
- Quá trình cắt bắt đầu bằng sự đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy (ôxy hoá mãnh liệt) nhờ ngọn lửa hàn, sau đó cho dùng ôxy thổi qua. Đốt nóng đến nhiệt độ cháy dùng nhiệt của phản ứng giữa 02 và C2H2 (hoặc các loại khí cacbua hydro khác). Khi đã đến nhiệt độ cháy, cho dòng ôxy nguyên chất kỹ thuật (98-99,7% O2) vào ở rãnh giữa của mỏ cắt và nó sẽ trực tiếp ôxy hoá kim loại tạo thành ôxyt sắt và thổi sỉ lỏng khỏi rãnh cắt. Trong đó khi cắt do có sự phân nhiệt nên giúp cho việc nung xung quanh đến nhiệt độ cháy, do đó dòng ôxy cứ tiếp tục mở để cắt cho đến khi kết thúc đường cắt.
|
Sơ đồ quá trình khi cắt.
- Ngoài những yêu cầu cần thiết như mỏ hàn, mỏ cắt cần có mấy yêu cầu phụ sau đây:
1. Phải đảm bảo cắt được tất cả các hướng
2. Phải có tỷ lệ thích đáng giữa lỗ hỗn hợp nung nóng ôxy cắt.
3. Có thể điều chỉnh ngọn lửa và dòng ôxy cắt
4. Có bộ phận gá lắp để cắt vòng và lỗ
5. Các rãnh trong mỏ đặc biệt là rãnh ôxy có độ nhẵn cao.
6. Bộ mỏ cắt có nhiều đầu cắt để cắt các chiều dày khác nhau
7. Mỏ cắt phải có chiều dài lớn để đảm bảo khoảng cách từ tay đến đầu mỏ tránh bỏng.
8. Mỏ cắt có bộ phận bánh xe cắt ở đầu mỏ để đảm bảo khoảng cách không đổi từ mỏ đến vật cắt trong quá trình cắt.
- Sơ đồ của mỏ cắt bằng nhiên liệu khí được giới thiệu trên hình 1-3
Tay cần 9 và vỏ 10 trong có buồng hỗn hợp 14 nối với vỏ bằng ecu 13, mỏ hút 12 dẫn khí vào buồng hỗn hợp . Khí C2H2 vào mỏ cắt theo ống 8 còn O2 theo ống khác. O2 theo ống 7 ra theo 2 đường: một đường để tạo ngọn lửa nung nóng vật cắt được điều chỉnh bằng van 5 để vào rãnh của mỏ hút 12 hỗn hợp với C2H2 (điều chỉnh bằng van 11). Từ buồng hỗn hợp khí cháy theo ống 15 qua đầu mỏ cắt 2 và theo các lỗ của mỏ ngoài 16 và lỗ của mỏ trong 1 để tạo nên ngọn lửa nung nóng. Một đường khác ôxy theo ống 6 qua van 4 theo ống 3 để vào đầu mỏ cắt 2 qua rãnh giữa của mỏ trong 1 tạo nên dòng ôxy cắt.
- Điều chỉnh áp lực của ôxy và chọn số hiệu đầu mỏ cắt phụ thuộc chiều dày của kim loại
b. Điều kiện cắt:
Kim loại để cắt bằng khí phải thoả mãn những yêu cầu sau:
* Nhiệt độ chảy phải cao hơn nhiệt độ cháy với ôxy:
Đối với thép Cacbon thấp có lượng C<0,7% nhiệt độ cháy vào khoảng 1350C, còn nhiệt độ chảy gần 15000C nên thoả mãn điều kiện này. Đối với thép Cacbon cao, ví dụ: C = 1,1 ¸ 1,2% nhiệt độ cháy gần bằng nhiệt độ chảy nên trước khi cắt cần phải đốt nóng đến 300¸6500C. Đối với thép Cacbon cao và thép hợp kim cao Crôm, Crôm-Niken, gang, kim loại màu muốn cắt phải dùng thuốc cắt.
* Nhiệt độ chảy của ôxyt kim loại phải nhỏ hơn nhiệt độ chảy của kim loại đó. Nếu ngược lại lớp ôxy tạo nên trên mặt kim loại vì không bị chảy ra nên khi thổi dòng ôxy sẽ ngăn crn việc ôxy hoà lớp kim loại phía dưới. Ví dụ thép cao Crôm, Crôm-Niken tạo nên Cr2O3 có nhiệt độ chảy 20500C, vì thế các kim loại này không thỏa mãn.
Nhiệt độ chảy của một số kim loại và ôxyt thường dùng trong kỹ thuật có thể tham khảo ở các bảng.
* Nhiệt lượng sinh ra khi kim loại cháy trong dòng ôxy phải đủ để duy trì quá trình liên tục . Ví dụ khi cắt các tấm mỏng bằng thép ít Cacbon nhiệt lượng sinh ra khi kim loại cháy trong ôxy đạt 70%, chỉ cần nhiệt lượng của ngọn lửa 30% nữa là đủ cắt tiếp tục.
* Tính dẫn nhiệt của kim loại không quá cao, trường hợp cao quá thì nhiệt lượng bị truyền ra xung quanh làm cho nhiệt độ tại chỗ cắt không đủ hoặc gián đoạn quá trình cắt. Ví dụ: đồng, nhôm và hợp kim của chúng không thoả mãn điều kiện này.
* Ôxyt phải có tính chảy loãng cao để kim loại dễ dàng thổi khỏi rãnh cắt. Nếu ngược lại sẽ cản trở dòng ôxy tức là cản trở quá trình cháy. Ví dụ: gang chứa nhiều Silic sẽ tạo ra SiO2 khó cháy và độ sệt cao.
* Kim loại dùng để cắt phải hạn chế bớt nồng độ một số chất làm cản trở quá trình cắt (C, Cr, Si v.v....) và một số chất nâng cao tính sôi của thép (Mo, W v.v....)
- Từ những điều kiện trên ta thấy sắt và thép ít Cacbon hoàn toàn thỏa mãn điều kiện cắt. Lượng Cacbon càng tăng, quá trình cắt càng phức tạp. Ví dụ: khi C >0,7% cắt khó hơn vì cần nung nóng trước với nhiệt độ 300-6500C và C >1¸1,2% thì không nên cắt.
- Đối với gang vì có SiO2 nhiệt độ chảy cao, sệt nên rất khó cắt.
- Thép hợp kim cao (Crôm và Crôm-Niken) bình thường không cắt được vì nhiệt độ chảy của ôxyt của này cao, ngăn cản quá trình ôxy hóa các lớp kim loại phía dưới. Kim loại màu như đồng, nhôm và hợp kim của chúng khó cắt vì nhiệt độ chảy của ôxyt của nó cao, tính dẫn nhiệt cao cản trở sự tập trung nhiệt độ ở chổ cắt.
1.3. Khoan lỗ:
- Khoan là một nguyên lý gia công kim loại nhằm phá vở kim loại tạo lỗ trên vật liệu đặc. Khoan lỗ đặc được thực hiện trên máy khoan, ngoài ra khoan còn được thực hiện rộng rãi và thường xuyên trên các loại máy tiện.
- Khoan có thể gia công được đồng thời độ cứng vững của dao, máy phải thật tốt. Khi khoan lỗ I 50 trên thép Cacbon có dB = 500 ¸ 600 MN/m2 (50 ¸ 60 Kg/mm2) với S = 0,85 (mm/vg) thì lực chạy dao PY khoảng 3 tấn.
- Ngược lại khi đường kính quá nhỏ thì mủi khoan lại rất yếu, dể gẩy. Để giảm bớt giao động của mũi khoan mà đó là 1 trong những nguyên nhân gây nên làm cho mủi khoan dễ gãy, có thể dùng tốc độ vòng quay của mủi khoan cao và lượng chạy dao nhỏ.
-Sơ đồ gia công khi khoan.
+ Dụng cụ cắt:
- Mủi khoan: Là dụng cụ để khoan. Tuỳ theo công dụng có thể phân ra các loại: Mủi khoan dẹt, mủi khoan lỗ sâu, mủi khoan lỗ tâm, mủi khoan xoắn.
· Mũi khoan lỗ sâu dùng để khoan các lỗ có tỷ số giữa chiều sâu lỗ và đường kính lớn hơn 5 (l/d>5) ta thường gặp loại này là mủi khoan nòng súng.
· Mũi khoan lỗ tâm là mủi khoan chuyên dùng, dùng để khoan lỗ tâm làm lỗ định vị khi gia công trục.
- Sơ đồ mũi khoan ruột gà và mũi khoan lỗ tâm.
- Cấu tạo của mũi khoan xoắn:
- Về mặt kết cấu mũi khoan xoắn chia ra làm 3 bộ phận:
a) Phần cán l1: là bộ phận dùng lắp vào trục chính của máy khoan để truyền momen xoắn và truyền chuyển động khi cắt. Mủi khoan đường kính lớn hơn 20 mm có cán hình côn. Còn đường kính nhỏ hơn 10 mm có cán hình trụ .
b) Phần cổ dao l2: là phần nối tiếp giữa cán dao và phần làm việc, nó chỉ có tác dụng làm việc để thoát đá mài khi mài phần chuôi và phần làm việc. Thường ở đây người ta ghi ký hiệu mủi khoan.
c) Phần làm việc l3: gồm có phần trụ định hướng và phần cắt:
+ Phần trụ định hướng: Có tác dụng định hướng mủi khoan khi làm việc. Nó còn là phần dự trữ khi mài phần cắt đã bị mòn. Đường kính của phần định hướng giảm dần từ phần cắt về phía chuôi để tạo thành góc nghiên phụ j1. Lượng giảm thường từ 0,04 ¸ 0,08 (mm) trên 100 mm chiều dài. Trên phần định hướng có 2 rãnh xoắn để thoát phôi với góc xoắn w = 18 ¸ 300, thay đổi tùy theo đường kính và điều kiện gia công. Dọc theo rãnh xoắn ứng với đường kính ngoài có hai cạnh viền với chiều rộng ¦. Chính các cạnh viền này có tác dụng định hướng mủi khoan khi làm việc, giảm ma xát giữa mặt trụ mủi khoan này có tác dụng định hướng mũi khoan khi làm việc, giảm ma sát giữa mặt trụ mũi khoan và mặt đã gia công của lỗ . Phần kim loại giữa hai rãnh xoắn là lõi mũi khoan, thường đường kính lõi tăng dần về phía đuôi để tăng sức bền của mũi khoan. Lượng tăng thường từ 1,4¸1,8 mm trên 100 mm chiều dài của mũi khoan tuỳ theo vật liệu làm dụng cụ.
+ Phần cắt: là phần chủ yếu của mũi khoan dùng để cắt vật liệu tạo ra phôi (phế liệu)
Sơ đồ mũi khoan xoắn:
* Một số biện pháp công nghệ khi gia công lỗ bằng khoan:
- Trên các máy khoan lỗ có thể gia công các lỗ đồng trục có đường kính bằng hoặc khác nhau với các tổ hợp bề mặt khác nhau. Khoan lỗ trên bất kỳ máy nào đều phải theo hai phương thức:
s Dụng cụ quay tròn, chi tiết không quay (máy khoan, máy doa)
s Chi tiết quay tròn, dụng cụ không quay (máy tiện)
- Khi khoan lỗ với chi tiết quay tròn, khi dụng cụ xiên lệch sẽ gây độ côn, độ phình... nhưng đường tâm lỗ thẳng và trùng với đường tâm quay của chi tiết. Khi khoan lỗ với dụng cụ quay tròn, sự xiên lệch của dụng cụ không những làm cho đường kính của lỗ thay đổi mà đường cong của lỗ cũng lệch. Vì sai số này trong các nguyên công kế tiếp theo rất khó sửa lại nhất là khi gia công các lỗ sâu.
- Khi khoan lỗ, việc chọn đúng mũi khoan rất quan trọng, các mũi khoan thông dụng bằng thép gió được sử dụng rộng rãi để khoan các vật liệu, điều kiện gia công và thiết bị khác nhau. Chúng thường dùng gia công các vật liệu có độ cứng thấp hơn HRC35 và các lỗ sâu không quá 3 lần đường kính.
- Khi khoan các lỗ đường kính nhỏ bằng mũi khoan ruột gà, cần chọn bước tiến nhỏ và không quá mòn. Khi khoan lỗ có độ sâu lớn hơn 2được, dùng mũi khoan có rãnh dẫn nước tưới trực tiếp vào vùng cắt. Khi khoan lỗ lớn thường thực hiện 2 bước: đầu tiên dùng mũi khoan nhỏ, tiếp theo mới khoan đạt kích thước.
- Dùng hai mũi khoan có thể sử dụng bước tiến lớn vì độ sâu của mũi khoan nhỏ, lưỡi ngang của mũi khoan thứ nhất cũng nhỏ, do độ lực phát sinh nhỏ như vậy dùng hai mũi khoan so với dùng một mũi khoan to vẫn có năng suất và thường kinh tế hơn. Để cho phụ tải đồng đều thường chọn đường kính mũi khoan thứ nhất bằng 0,5¸0,7 mm lần đường kính mũi khoan thứ hai. Khi khoan lỗ thường dùng các biện pháp sau:
a) Khoan theo dấu:
- Khi khoan theo dấu đường tâm lỗ phải trùng với đường tâm của dụng cụ kẹp trên trục chính của máy. Việc so tâm này được thực hiện bằng cách gá đặt trước mũi khoan theo vết ở tâm lỗ sẽ khoan. Độ chính xác và khoảng cách các tâm đạt được trong phạm vi 0,2¸0,3 mm. để tăng độ chính xác thường dùng các gá chữa thập hoặc toạ độ thay cho khoan theo dấu.
b) Khoan cùng một lần: để khác phục hiện tượng lệch tâm các lỗ khi lắp ráp, trong dạng sản xuất loại nhỏ thường dùng phương pháp khoan 1 lần hoặc khoan khi lắp. Phương pháp khoan cùng một lần cũng được dùng khi khoan lỗ suốt trên 1 chi tiết, còn trên chi tiết đối tiếp khoan lỗ trước khi tạo ren.
c) Khoan theo bạc dẫn trên các gá: các bạc cố định được dùng để khoan các lỗ nhỏ (đường kính 4¸8 mm) các bạc cố định cũng dùng để khoan các lỗ có đường kính khác nhau bằng cách dùng các bạc thay đổi có đường kính ngoài cố định với đường kính lỗ khác nhau. Để thoát phôi dễ dàng, giữa các bạc dẫn khoan và chi tiết luôn có khe hở bằng 1/4 ¸1/2 đường kính lỗ khoan. Đối với vật liệu dòn khe hở chọn nhỏ, còn đối với vật liệu dẻo khe hở chọn to hơn, nhưng khe hở quá lớn dễ làm cho mũi khoan xiên lệch.
- Dùng bạc dẫn để khoan giảm thời gian phụ, nâng cao độ chính xác gia công, khoan dễ dàng có thể dùng cho công nhân bậc thấp. Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, việc chế tạo bạc dẫn hướng thường không kinh tế . Do đó chỉ sử dụng bạc dẫn khoan cho dạng xuất hàng loạt lớn và khối.
(chiều rộng rãnh cắt hẹp và chiều sâu cắt dài)
Cho nên phương pháp này ít dùng vì khả năng công nghệ và tính hiệu quả.
1.4. Cắt lỗ bằng chùm tia điện tử:
- Phương pháp cắt đứt và khoan lỗ bằng chùm tia điện tử thực hiện khi dùng 1 chùm tia có kích thước nhỏ và mức độ tập trung năng lượng cao làm chảy lỏng vật liệu ở vùng được gia công và đưa chúng ra khỏi vùng đó.
- Phương pháp này không những có thể gia công được kim loại mà còn gia công được cả vật liệu bán dẫn.v.v...., có thể khoan được những lỗ nhỏ có đường kính £ 100mm như lỗ kim loại và lỗ chân kính đồng hồ đeo tay. Cắt và khoan lỗ trên các vật liệu bán dẫn khác độ chính xác đến 0,005 mm như gia công lỗ có đường kính từ 0,05¸0,2 mm và chiều sâu từ 0,5 ¸ 1 mm
- Năng suất gia công bằng chùm tia điện tử rất cao, gia công lỗ F 9,125 trên thép không gỉ 1x18H9T dày 12,7 mm chỉ mất 8 giây.
- Trong quá trình gia công, 90% vật liệu được đưa ra khỏi vùng gia công trong khoảng 5 giây đầu với vận tốc 0,1 m/s.thời gian còn lại để đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng yêu cầu.
1.5. Gia công lỗ bằng chùm tia laser:
- Gia công kim loại bằng chùm tia laser là một dạng gia công bằng điện vật lý được thực hiện nhờ chùm tia phát sáng ra từ máy phát laser.
- Bản chất của chùm tia laser là chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng rất ngắn và góc phân kỳ khá nhỏ. Bước sóng đó phụ thuộc vào vật liệu thoát ra tia laser. Những tính chất cơ bản đó có liên quan mật thiết đến việc sử dụng tia laser.
- Trong lĩnh vực gia công kim loại thường sử dụng laser chất rắn vì có công suất chùm tia tương đối lớn và có kết cấu thuận tiện.
- Máy laser để gia công kim loại gồm 3 bộ phận chính: đầu phát ra tia laser, bộ phận cung cấp điện và điều khiển và bộ phận gá đặt chi tiết gia công.
+Sơ đồ máy LAZE K-3M(Liên Xô):Hình 1-9:
1. bộ phận cung cấp và điều khiển điện
2. bộ phận phả xạ ánh sáng
3. đèn phát xung
4. thanh hồng ngọc
5, 6. gương phản chiếu
7. thấu kính hội tụ
8. chi tiết gia công
9. bàn gá chi tiết; 10. tế bào quang điện
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG LỖ TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT
- Trong gia công cắt gọt gồm có các phương pháp gia công lỗ đã có sẵn:
- Tiện lỗ
- Khoan lỗ
- Khoét lỗ
- Doa lỗ
- Truốt lỗ
- Mài lỗ
- Đánh bóng lỗ
- Nong lỗ bằng bi hoặc chày nong
2.1 Tiện lỗ:
- Khi tiện lỗ phương pháp cắt hoàn toàn giống như khi tiện ngoài nhưng bị hạn chế bởi kích thước lỗ gia công do đó dao có độ cứng vững thấp, nhất là đối với các lỗ nhỏ, dài. Vì vậy tiện lỗ chỉ có hiệu quả tốt khi gia công lỗ không tiêu chuẩn, lỗ to và ngắn, lỗ đúc sẵn.
- Dao tiện lỗ phải có góc sau lớn hơn giao tiện ngoài và gá dao cao hơn tâm chi tiết, làm như vậy nhằm tăng góc sau khi cắt, hạn chế sự cọ sát của mặt sau dao vào mặt đã được gia công, mặt khác con có thể tăng khả năng chống rung.
- Tiện lỗ chủ yếu thực hiện trên máy tiện và máy doa đôi khi trên máy khoan.
- Tiện lỗ trên máy tiện (hình 2-1a) chỉ dùng để gia công những chi tiết nhỏ, lỗ ngắn hình trụ hoặc côn. Nếu lỗ quá dài, bản thân chi tiết khi gá đặt có độ cứng vững thấp đồng thời dao phải dài nên yếu. Nếu tiện lỗ của các chi tiết dạng hộp thường được thực hiện trên máy doa . Tiện theo sơ đồ hình 2-1b, đảm bảo độ cứng vững trục dao tốt vì khoảng cách giữa hai gối đỡ trục dao nhỏ. Tuy vậy độ cứng vững đó thay đổi theo vị trí cắt, do đó có thể gây ra sai số dạng hình học, lỗ tiện xong có thể thành hình loa kèn.
- Theo sơ đồ hình 2-1c thì độ cứng vững của dao nhỏ hơn vì chiều dài trục phải lớn hơn hai lần chiều dài lỗ, yêu cầu băng máy dài nhưng độ cứng của dao không đổi trong quá trình gia công. Trong sản xuất đơn chiếc khi gia công những chi tiết nhỏ có
thể thực hiện trên máy tiện vạn năng. Chi tiết được gá trên bàn dao theo cách gia công trên máy doa.
- Khi phải gia công những lỗ nằm trên thành hộp mà một đầu bên kia kín thì có thể cắt theo sơ đồ hình 2-1d. Nếu thành lỗ càng xa đầu mặt đầu trục dao càng phải dài và độ cứng vững của nó càng kém, lúc này lỗ gia công có thể bị loe một đầu.
* Khả năng công nghệ của phương pháp tiện lỗ:
- Độ chính xác gia công lỗ của nguyên công tiện phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó không thể bỏ qua các yếu tố chính sau đây:
- Độ chính xác của bản thân máy như: độ đảo trục chính, sai lệch hoặc độ mòn của sóng trượt, độ lệch tâm giữa ụ trước và ụ sau v.v...
- Độ cứng vững chắc của hệ thống công nghệ.
- Tình trạng dao cụ
- Khả năng tay nghề của công nhân.
- Độ chính xác về vị trí tương quan như độ không đồng tâm giữa các bậc giữa mặt trong và mặt ngoài có thể đạt tới 0,01 mm tuỳ theo phương pháp gá đặt.
- Năng suất khi gia công bằng phương pháp tiện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ chính xác yêu cầu, hình dạng hình học và kích thước của chi tiết, phương pháp gá đặt, vật liệu làm dao và góc độ hình học của nó, vật liệu gia công; có tính dung dịch nguội hay không và thành phần của dung dịch đó....nhìn chung năng suất của phương pháp tiện thấp.
* Chuẩn và phương pháp gá đặt khi tiện lỗ:
- Chuẩn để gia công thường là mặt ngoài, mặt ngoài phối hợp với mặt đầu hoặc một phần mặt trong phối hợp với mặt đầu. Trong nhiều trường hợp khi gia công các chi tiết dạng hộp , dạng càng ....chuẩn còn có thể là một mặt đầu và hai lỗ chuẩn phụ.
Tuỳ theo cách chọn chuẩn, khi gia công bằng phương pháp tiện lỗ có nhiều cách góc đặt khác nhau:
- Gá trên mâm cặp ba chấu
- Gá trên mâm cặp và một đầu gá luynét
- Dùng mâm cặp bốn chấu không tự định tâm
- Gá đặt bằng ống kẹp đàn hồi
- Gá trên các loại trục gá
- Gá đặt trên các loại đồ gá chuyên dùng.
2.2. Khoét lỗ:
- Khoét lỗ là một phương pháp gia công lỗ nhằm mục đích:
+ Nâng cao độ chính xác của lỗ sau khi khoan khoét có thể đạt chính xác từ cấp 4 đến cấp 6, độ nhẵn bóng bề mặt từ Ñ4 đến Ñ6, với yêu cầu tương đương khoét có thể là nguyên công cuối.
- Dùng làm nguyên công (hay bước) trung gian để chuẩn bị cho nguyên công doa có thể đạt chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao hơn.
- Dao khoét có nhiều lưỡi hơn mũi khoan, độ cứng vững của nó cao hơn nên chẳng những đảm bảo được độ chính xác, độ nhẵn bóng bề mặt gia công cao hơn khoan mà còn sửa được sai lệch về vị trí tương quan của lỗ do khoan để lại. Cũng vì vậy, đối với các lỗ đúc sẵn hay dập sẵn không nên khoan phá mà có thể dùng ngay phương pháp khoét (hoặc tiện trong) để trừ bỏ về cơ bản những sai lệch vị trí tương quan sẵn có ở lỗ phôi. Ngoài ra khoét còn có khả năng nâng cao lượng chạy dao nên có năng suất cao hơn khoan.
Các kiểu dẫn hướng khi khoét:
- Dao khoét có nhiều kiểu và công dụng khá rộng rãi. Ngoài lỗ trụ, khoét còn có thể gia công được lỗ bậc, khoét côn và khoét mặt phẳng (hình 2-2a, b, c)
- Để nâng cao khả năng chính xác của khoét đồng thời góp phần nâng cao năng suất của nó (giảm thời gian phụ) khoét thường dùng bạc dẫn hướng. Bạc dẫn hướng khi khoét có thể dùng 1 đầu hoặc cả 2 đầu để tăng cường độ cứng vững (hình 2-3a,b,c)
Hình 7-2
Bánh răng có đường kính nhỏ nên ta chế tạo liền trục.
7.2.Bôi trơn hộp truyền động.
Ở trên chúng ta đã trình bày phương pháp bôi trơn bộ phận ổ,nên phần này chỉ trình bày việc bôi trơn các bộ truyền bánh răng.Do vận tốc nhỏ nên ta chọn phương pháp ngâm các bánh răng trong hộp dầu.Mức dầu trong hộp phải ngập được 1/6 bán kính bánh răng cấp nhanh(các bánh răng trên trục I) và 1/3 bán kính bánh răng cấp chậm(bánh răng Z40 trên trục III).Do khi bôi trơn được bánh răng nhỏ trên trục I (Z24),thì các bánh răng lớn trên trục II và III cũng đã được bôi trơn.Vì vậy,mức dầu cao nhất trong hộp chỉ cần ngập 1/6 bánh răng Z24 trên trục I..Mức dầu thấp nhất phải ngập chiều cao răng của bánh răng Z24..Theo bảng (10-17) [5],chọn độ nhớt của dầu bôi trơn bánh răng ở là 160 centistốc hoặc 24 độ Engle.Theo bảng (10-20) [5],ta chọn loại dầu AK-15.
7.3.Bảo dưỡng máy.
Trong vận hành máy,các thao tác phải được thực hiện tuần tự,bài bản.Không thao tác bừa bãi để tránh gây hư hỏng các chi tiết trong máy.Chẳng hạn như trước khi tắt máy,cần phải đảm bảo dao phải đang ở trạng thái không ăn dao để tránh gãy dao và hư hỏng bề mặt chi tiết gia công.Muốn thay đổi tốc độ cắt thì trước tiên phải dừng hẳn máy,không thay đổi tốc độ của máy trong khi máy vẫn đang chạy vì như thế sẽ có thể dẫn đến các hư hỏng của máy như:gãy răng,cong vênh trục,gãy trục...
Máy có thể có được ba cấp tốc độ và hai cấp chạy dao độc lập.Ta có bảng điều khiển của máy:
........
CHƯƠNG 7:TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN,BÔI TRƠN VÀ BẢO DƯỠNG
7.1.Tính toán,thiết kế cơ cấu điều khiển.
Ta có hai cơ cấu cần điều khiển:
+Khối bánh răng di trượt điều chỉnh tốc độ.
+Khối bánh răng di trượt điều chỉnh lượng chạy dao.
Ở đây,ta dùng hai cơ cấu cấu ngàm gạt cộng với bánh răng-thanh răng để điều khiển hai khối bánh răng di trượt.
Kết cấu chung của cơ cấu điều khiển như trong Hình 7-2.
Ta chỉ tính toán cho khối bánh răng di trượt điều khiển tốc độ.Con khối bánh răng di trượt điều khiển lượng chạy dao ta tính toán tương tự vơi chỉ một khoang hành trình trượt co độ dài:
H = 36 (mm)
Khối bánh răng di trượt điều khiển tốc độ cần có ba vị trí tương ứng với ba cấp tốc độ khác nhau.
Nhưng hai khỏang hành trình điều khiển khác nhau về
chiều dài.Một khoảng có chiều dài bằng 18mm,một khoảng có chiều dài bằng 36mm.
Ta bố trí các vị trí điều khiển như trong hình 7-1.Hai hành trình trượt tương ứng với hai góc quay của tay quay là:90 độ và 180 độ.
Tổng hành trình trượt sẽ là:
H = 18 + 36 = 54 (mm)
H = 54 (mm) sẽ tương ứng góc quay 270 độ của tay quay hay góc quay 270 độ của bánh răng.Vậy,cần đạt được tổng hành trình trượt là H = 54 (mm) thì đường kính vòng chia của bánh răng sẽ là:
Chọn modul của bánh răng : m = 1 (mm)
Vậy,số răng của bánh răng sẽ là:
............
Trong đó:
I-kí hiệu tay gạt điều khiển khối bánh răng di trượt điều khiển tốc độ.Ba
vị trí 1,2,3 tương ứng với ba giá trị số vòng quay của trục chính.
II-kí hiệu tay gạt điều khiển khối bánh răng di trượt điều khiển lượng chạy
dao.Có hai vị trí A,B tương ứng với hai giá trị của lượng chạy dao.
Việc bảo quản máy cũng ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của máy.Công việc bảo quản máy tốt có thể kéo dài được tuổi thọ của máy lên một cách đáng kể và ngược lại.Sau mỗi chu kỳ gia công,máy phải được làm sạch và được bảo quản bằng dầu hoặc mỡ. Thường xuyên kiểm tra lượng dầu bôi trơn trong máy.Thay dầu mới khi dầu cũ đã kém độ nhớt.Kiểm tra và tra mỡ thường xuyên các bộ phận,chi tiết không được bôi trơn bằng dầu. Sửa chữa và thay thế ngay các bộ phận,chi tiết khi có dấu hiệu hư hỏng.Tránh để các chi tiết máy làm việc trong trạng thái không an tòan.Ngoài ra cần phải có kế họach sửa chữa định kỳ.
Tóm lại,các yêu cầu trên mục đích là để đảm bảo an toàn cho máy cũng như người vận hành.Nếu tiến hành tốt thì có thể kéo dài thời gian sử dụng máy lâu hơn,giữ được độ chính xác của máy ổn định trong suốt thời gian sử dụng máy.Và thiết thực hơn là giảm được tối thiểu chi phí cho việc sửa chữa,nâng cấp máy.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[ 1 ] Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy Tập II,III,IV-Phan Đình Thuyên chủ biên
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật-1979
[ 2 ] Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy Tập II-Nguyễn Đắc Lộc chủ biên
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật-2000
[ 3 ] Thiết kế máy cắt kim loại-Nguyễn Ngọc Cẩn
Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM-1984
[ 4 ] Thiết kế Máy công cụ Tập 1-Nguyễn Anh Tuấn và Phạm Đắp
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật-1983
[ 5 ] Thiết kế Chi tiết máy-Nguyễn Trọng Hiệp và Nguyễn Văn Lẫm
Nhà xuất bản Giáo dục-1998
[ 6 ] Sổ tay thiết kế cơ khí Tập III-Nhiều tác giả
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật-1979
[ 7 ] Sức bền vật liệu Tập 1-Lê Viết Giảng chủ biên
Nhà xuất bản Giáo dục-1997
[ 8 ] Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy Tập I-Nguyễn Đắc Lộc chủ biên
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật-2000
