ĐỒ án THIẾT kế máy KHOAN bàn

Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Lời nói đầu

Ngày nay, khi đất nớc đang trong giai đoạn tiến tới Công nghiệp hoá Hiện đại hóa, thì ngành Cơ khí nói chung và ngành Công nghệ chế tạo máy
nói riêng chở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn để phát triển đất nớc.
Bởi vì nó là ngành cơ bản để phát triển tất cả các ngành khác. Vì vậy đi sâu và
tập trung nghiên cứu vào nó là hết sức quan trọng.
Quyển đồ án này đã đa ra một số cơ sở lý thuyết và tính toán về thiết kế
máy khoan bàn và qui trình, trang bị công nghệ để chế tạo thân máy. Trong
điều kiện sản xuất tại Việt nam, nên trong quá trình tính toán thiết kế em đã
cố gắng vận dụng vào thực tế để đảm bảo đồ án thiết kế khả thi. Nh thiết kế
qui trình, trang bị công nghệ để chế tạo thân máy em đã sử dụng phơng án
phân tán nguyên công, sử dụng các máy công cụ vạn năng sẵn có ở Việt nam
cộng với các đồ gá chuyên dùng và tận dụng nguồn nhân lực d thừa để đảm
bảo tính kinh tế của đồ án.
Kết cấu của đồ án đợc chia làm ba phần chính.
Phần I : Tính toán và thiết kế máy khoan bàn.
Phần II : Tính toán và thiết kế qui trình công nghệ chế tạo thân máy.
Phần III: Tính toán và thiết kế các đồ gá chuyên dùng.
Mặc dù đã cố gắng tìm tòi và học hỏi song bản đồ án này mới chỉ dừng
lại ở mức tập thiết kế của một sinh viên ngành Cơ khí chế tạo máy. Nên chắc
chắn còn nhiều sai sót rất mong các thầy và các bạn đồng nghiệp góp ý.
Em xin trân thành cám ơn cám ơn thầy Đinh Đắc Hiến là ngời đã trực
tiếp hớng dẫn em trong suốt quá trình thực tập và làm đồ án, cùng các thầy cô
ở bộ môn công nghệ đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập tại bộ môn.

5


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Phần I

Thiết kế máy khoan bàn

Chơng i

khảo sát một số máy tơng tự

1. Chức năng của máy khoan bàn.
Máy khoan bàn là một loại máy khoan cỡ nhỏ, đặt ở trên bàn dùng để gia
công những chi tiết nhỏ với những lỗ nhỏ có đờng kính không quá 16 mm.
Truyền động trục chính dùng puli đai truyền có nhiều bậc thờng cho vân
tốc cao. Loại máy này dùng rộng rãi trong các nghành cớ khí chính xác.
2. Một số máy khoan bàn có độ chính xác cao.
a. Máy khoan bàn kiểu 2H106.
Máy dùng để khoan các lỗ có đờng kính đến 6 mm trong các vật phẩm
kim loại đen, màu và dùng có hiệu quả nhất trong sản xuất hàng loạt với khối
lợng lớn.
Động cơ điện quay trục chính qua bộ phận truyền động dây đai thang.
Còn chuyển động chạy dao làm bằng tay. Cơ sở của máy là bàn, trong đó
động cơ điện đợc bố trí trên một panen dùng tay quay để nâng đầu khoan qua
hai bánh răng nghiêng và khớp vít. Máy có cơ cấu kéo căng và ổn định dây đai
cũng nh có cơ cấu kẹp đầu khoan vào trụ.
Xác định độ sâu khoan nhờ một gối đỡ đặc biệt nối liền với ống mũi
chống. Sau khi khoan song bằng một lò xo ống mũi chống trở về vị trí cũ ở
trên.
Những số liệu cơ bản
Kích thớc chủ yếu:
- Đờng kính khoan lớn nhất

6

:6

mm.


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

- Tầm với trục chính

: 125

mm.

- Dịch chuyển thẳng đứng lớn nhất của trục chính: 70

mm.

- Dịch chuyển lớn nhất của đầu khoan trên trụ bằng tay: 130 mm.
- Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới mặt bàn
Bé nhất

: 50 mm.

Lớn nhất

: 250 mm.

Bàn và đầu trục chính:

- Diện tích mặt bàn hiệu dụng

: 200 x 200

mm.

- Chiều rộng rãnh chữ T của bàn

: 14

mm.

- Đầu côn trục chính ngoài

: Moóc sổ 1, Thu ngắn lại.

Cơ học của máy:
- Số lợng vận tốc của trục chính

: 7 cấp.

- Số vòng quay trục chính (vg/ph)

: 1000; 1400; 2000; 2800;
4000; 5000; 8000.

Dẫn động, kích thớc và tải trọng:
- Động cơ điện ba pha
Công suất

: 0,4

KW.

Số vòng quay

: 1500

(vg/ph).

- Kích thớc của máy (dài x rộng x cao): 560 x 405 x 625 mm.
b. Máy khoan bàn kiểu 2H112.
Máy dùng để khoan các lỗ có đờng kính đến 12 mm trong các vật phẩm
kim loại đen, màu và dùng có hiệu quả nhất trong sản xuất hàng loạt với khối
lợng lớn.
Động cơ điện quay trục chính qua bộ phận truyền động dây đai thang.
Còn chuyển động chạy dao làm bằng tay. Cơ sở của máy là bàn, trong đó
động cơ điện đợc bố trí trên một panen dùng tay quay để nâng đầu khoan qua
hai bánh răng nghiêng và khớp vít. Máy có cơ cấu kéo căng và ổn định dây đai
cũng nh có cơ cấu kẹp đầu khoan vào trụ.
7


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Xác định độ sâu khoan nhờ một gối đỡ đặc biệt nối liền với ống mũi
chống. Sau khi khoan song bằng một lò xo ống mũi chống trở về vị trí cũ ở
trên.
Những số liệu cơ bản
Kích thớc chủ yếu:

- Đờng kính khoan lớn nhất

: 12 mm.

- Tầm với trục chính

: 160 mm.

- Dịch chuyển thẳng đứng lớn nhất của trục chính

: 100 mm.

- Dịch chuyển lớn nhất của đầu khoan trên trụ bằng tay: 250 mm.
- Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới mặt bàn
Bé nhất

: 70 mm.

Lớn nhất

: 420 mm.

Bàn và đầu trục chính:
- Diện tích mặt bàn hiệu dụng

: 250 x 250

mm.

- Chiều rộng rãnh chữ T của bàn

: 14

mm.

- Đầu côn trục chính ngoài

: Moóc sổ 1, Thu ngắn lại.

Cơ học của máy:
- Số lợng vận tốc của trục chính

: 7 cấp.

- Số vòng quay trục chính (vg/ph)

: 500; 710; 1000; 1400;
2000; 2800; 4000.

Dẫn động, kích thớc và tải trọng:
- Động cơ điện ba pha
Công suất

: 0,6

KW.

Số vòng quay

: 1500

(vg/ph).

Kích thớc của máy (dài x rộng x cao): 785 x 465 x 795 mm.
3. Chon máy cơ sở:
Qua số liệu của các máy khoan bàn đã khảo sát và theo yêu cầu thiết kế
đã giao ta chọn máy khoan bàn kiểu 2H112 làm cơ sở để thiết kế máy mới.
8


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

cHơng II

I.

thiết kế máy mới

thiết kế động học máy khoan bàn.

- Yêu cầu khoan các lỗ từ 1 ữ 12.
Ta chọn theo máy cơ sở là:
- Số cấp tốc độ là : 7
- nmin ữ nmax
1.

= 500 ữ 4000 vòng/ phút.

Xác định chuỗi số vòng quay của máy khoan bàn.

Nh đã nghiên cứu mỗi loại máy đều có một giới hạn số vòng quay của
trục chính từ nmin đến nmax. Trong đó có Z cấp tốc độ n min = n1, n2, nk, nk +1,
nz = nmax, các trị số này phải phân bố sao cho có lợi nhất
Từ công thức V =

.d.n
[m/phút]
1000

Với d: Đờng kính chi tiết gia công.
n: Số vòng quay trục chính.
Cho d thay đổi ta sẽ đợc V xác định tơng ứng với một số vòng quay nào
đó biểu diễn mối quan hệ V, d, n ta đợc đồ thị (hình 1)
V
(m/p)

n2 = nmax

nk+1
n0

Vk+1

nk

V0

n2

Vk

n1 =nmin
d0
9
Hình 1

d(mm)


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Giả sử đờng kính chi tiết gia công là d0 ta xác định đợc V0 hợp lý dùng
đồ thị ta xác định đợc n0 hợp lý. Nhng do máy có hữu hạn cấp tốc độ nên n 0
thờng không có trong máy mà nk < n0 < nk + 1 hay Vk < V0 < Vk + 1. Để đỡ hao
mòn máy ta chọn tốc độ gia công thực tế là nk ứng với Vk
Vậy ta có tổn thất tốc độ:
V =


V0 Vk
V
ì 100% = 1 k
Vk
V0



ì 100%

Tổn thất lớn nhất khi V0 tiến đến Vk+1


V
V
(V) max = lim V V 1 k ì 100% = 1 k ì 100%
V0
Vk +1


0

k +1

Nếu ta phân bố số vòng quay bất kỳ sẽ dẫn đến (V)max thay đổi bất kỳ
mà ta mong muốn (V)max = const khi d0 thay đổi

V
1 k ì 100% = C 50%
Vk +1



Vk
n
= k = Const số vòng quay phải phân bố theo cấp số
Vk +1 n k +1

nhân.
2.

Xác định các số hạng của chuỗi số và công bội.

Nếu gọi công bội của chuỗi số vòng quay là thì ta có trị số chuỗi số
vòng quay nh sau:
n1 ...

= nmin

n2 ...

= n1.

n3 = n2. ...

= n1. 2

...
nZ = ...

nZ-1. = n1. Z-1 = nmax

10


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Ta có:

Z-1 =

n max
=
n min

Z 1

n max
n min

Trên một máy chuỗi số vòng quay của trục chính có thể có nhiều công
bội khác nhau, có mục đích mở rộng phạm vi điêu chỉnh máy và tránh tốc độ
thừa vô ích. Ta lấy các số hạng trong theo nguyên tắc gấp 10 nghĩa là một số
hạng bất kỳ trị số của chuỗi số gấp 10 lần trị số của hạng cách nó x số hạng.
nx+1 = 10.n1
Mặt khác:

nx+1 = n1. x

Vậy ta có :

x = 10 = x 10 .

Với số cấp tốc độ = 7 =

7 1

4000
= 1,414
500

Chọn theo tiêu chuẩn = 1,41 bảng I-1 [3]
Khoảng cách giữa các số hạng là x =

1
1
=
=6
lg lg 1,41

Theo dãy trị số vòng quay tiêu chuẩn (cơ sở thành lập từ trị số vòng quay
đầu tiên n1 = 1 vòng/phút, công bội = 1 ữ 40) trang 13 [3] ta có:
n1 = nmin = 500; n2 = 710; n3 = 1000; n4 = 1410
n5 = 2000; n6 = 2800; n7 = 4000.
3.

Lới kết cấu

Xác định tỷ số nhóm truyền: sử dụng động cơ có tốc độ n đc = 1500
vòng/phút:
i1 =

n 1 500
=
= 0,33
n 0 1500

i5 =

n 5 2000

=
= 1,3
n 0 1500

i2 =

n 2 710
=
= 0,47
n 0 1500

i6 =

n 6 2800
=
= 1,8
n 0 1500

i3 =

n 3 1000
=
= 0,67
n 0 1500

i7 =

n 7 4000
=
= 2.6

n 0 1500

11


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

i4 =

n 4 1410
=
= 0,94
n 0 1500

Do chuỗi vòng quay tuân theo cấp số nhân nên các tỷ số truyền cũng
tuân theo cấp số nhân với công bội là x với x là lợng mở.
Ta có:
i1 : i 2 : i 3 : i 4 : i 5 : i 6 : i 7

= n 1 : n2 : n3 : n4 : n5 : n6 : n7

n1 : n2 : n3 : n4 : n5 : n6 : n7

= 1 : : 2 : 3 : 4 : 5 : 6

i1 : i 2 : i 3 : i 4 : i 5 : i 6 : i 7

= 1 : : 2 : 3 : 4 : 5 : 6

Nên ta vẽ đợc lới kết cấu:

n0

n1

n2

n3 n4

n5 n6

n7

4. Tính thông số bộ truyền.


Chọn đờng kính bánh đai chủ động theo dãy tiêu chuẩn và theo công

thức 4.2 t1 [4].
d2 =

d1 .i
[mm]
1
d1: Đờng kính bánh đai chủ động.
d2: Đờng kính bánh đai bị động.
: Hệ số trợt; chọn = 0,02

Vậy ta có:
Chọn đờng kính bánh chủ động theo dãy tiêu chuẩn
- d17 = 71 d27 =

d17 i 7
71.2,6
=
= 188 [mm]
1 1 0,02
12


Ketnooi.com kết nối công dân điện tử

Chän theo tiªu chuÈn
d27 = 180 [mm] ⇒ %Δi 7 =
- d16 = 90 ⇒ d’26 =

180 71 − 2,6
.100% = 2,4%
2,6

d16 i 6
90.1,8
=
= 165 [mm]
1 − ε 1 − 0,02

Chän theo tiªu chuÈn
d26 = 160 [mm] ⇒ %Δi 6 =
- d15 = 112 ⇒ d’25 =

160 90 − 1,8

.100% = 1,2%
1,8

d15 i 5 112.1,3
=
= 148 [mm]
1 − ε 1 − 0,02

Chän theo tiªu chuÈn
d25 = 140 [mm] ⇒ %Δi 5 =
- d14 = 125 ⇒ d’24 =

140 112 − 1,3
.100% = 3,8%
1,3

d14 i 4 125.0,94
=
= 119,8 [mm]
1 − ε 1 − 0,02

Chän theo tiªu chuÈn
d24 = 125 [mm] ⇒ %Δi 7 =
- d13 = 140 ⇒ d’23 =

125 125 − 0,94
.100% = 6%
0,94

d13i 3 140.0,67

=
= 95,7 [mm]
1 − ε 1 − 0,02

Chän theo tiªu chuÈn
d23 = 90 [mm] ⇒ %Δi 3 =
- d12 = 160 ⇒ d’22 =

90 140 − 0,67
.100% = 4%
0,67

d12 i 2 160.0,47
=
= 76 [mm]
1 − ε 1 − 0,02

Chän theo tiªu chuÈn
d22 = 80 [mm] ⇒ %Δi 2 =
- d11 = 180 ⇒ d’21 =

80 160 − 0,47
.100% = 6%
0,47

d11i1 180.0,33
=
= 60,6 [mm]
1 − ε 1 − 0,02
13

Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Chọn theo tiêu chuẩn
d27 = 63 [mm] %i1 =


63 180 0,33
.100% = 6%
0,33

Xác đinh khoảng cách trục truyền a

Theo công thức 4.3 t1[4] ta có khoảng cách trục truyền a là
a (1,5 ữ 2).(d1 + d2)
ở đây ta chon cặp truyền 7 để tính toán và chọn a = 1,8.(d 1 + d2)
a = 1,8.(d17 + d27) = 1,8.(71 + 180) = 451


xác định chiều dài dây đai.

Theo công thức 4.4 t1 [4] ta có công thức xác đinh chiều dài dây đai là
.( d1 + d 2 ) (d 2 d1 ) 2
l = 2.a +
+
2
4.a
.(71 + 180) (180 71)2
l = 2.451 +

+
= 1302 [mm]
2
4.451
theo bảng 4.13 t1 [4] chọn loại đai thờng ký hiệu là O với các thông số
nh sau:

b

h

y0

bt

40



bt

b

h

y0

A

l

8,5

10

6

2,1

4,7

1400

kiểm nghiệm về tuổi thọ đai

14


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Theo công thức 4.15 t1 [4] tuổi thọ đai đợc kiểm nghiệm theo điều kiện
sau
i=

V
i max = 10 Với i là số lần uấn trong 1giây.
l

V=
i=

.d17 n 0 .71.1500
=
= 5,57 [m/s]
60000
60000

5,57.1000
= 4 i max = 10 Thoả mãn điều kiện.
l 400

Xác định lại khoảng cách trục a

Khoảng cách trục a đợc xác định lại theo công thức 4.6 t1[4] ta có
+ 2 8 2
a=
4
=l
=

(d17 + d 27 )
.(71 + 180)
= 1400
= 1005,93
2
2

(d17 d27) 180 71
=

= 54,5
2
2

1005,93 + 1005,932 854,52
a=
= 500 [mm]
4


Kiểm nghiệm góc ôm

Trong qúa trình làm việc để tránh hiện tợng trợt giữa bánh đai và dây
đai thì góc ôm của đai phải thoả mãn điều kiện: 1 = 1200 đối với đai sợi
tổng hợp
Theo công thức 4.7 t1 [4] ta có:
( d 27 d17 ).57 0
(180 71).57 0
1 = 180
= 180
= 167 0 Thoả mãn
a
500
0

điều kiện.

II.

thiết kế động lực học máy khoan bàn.

15


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

1. Xác định chế độ làm việc giới hạn của máy.
Chế độ làm việc của máy bao gồm chế độ cắt gọt, chế độ bồi trơn, làm
lạnh, an toàn... Đối với máy khoan bàn và giới hạn chơng trình ta chỉ xác định
chế độ cắt gọt giới hạn của máy, làm cơ sở tính toán động lực học máy. ỏ đây
ta sử dụng phơng pháp xác định chế độ cắt gọt cực đại để xác định chế độ cắt
giới hạn của máy khoan bàn.
-

Đối với máy khoan bàn chiếu sâu cắt đợc xác định theo yêu cầu thiết

kế là khoan các lỗ từ 1 ữ 12 nên ta có:

-

t max =

d max 12
=
=6
2
2

[mm]

t min =

d min 1
= = 0,5
2
2

[ mm]

Lợng chạy dao đợc xác định theo bảng 5-25 t2 [2] nên ta có:
Lợng chạy dao vòng SV = 0,05 ữ 0,35 [mm/vòng].

Do máy khoan bàn có độ cứng vững thấp nên ta chon hệ số cững vững
của máy là kCV = 0,5 vậy lợng chạy dao giới hạn thực của máy là
SV = 0,01 ữ 0,15 [mm/vòng].
Lợng chạy dao này chỉ dùng để tính toán xác định công suất của động cơ
trong thực tế việc chạy dao đợc thực hiện bằng tay. Vì vậy nếu công suất cắt
vợt quá công suất của động cơ hệ thống đai sẽ bị trợt vì vậy đảm an toàn.
-

Vận tốc cắt
Vmax =

d max ..n max 12.3,14.4000
=
= 150 [ m / phút ]
1000
1000

Vmin =

d min ..n min 1.3,14.500
=
= 1,57 [ m / phút ]
1000
1000

2. Xác định lực tác dụng trong chuyền dẫn.

16


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Trong quá trình cắt máy khoan chịu tác dụng của hai lực chính là mô
men cắt (Mx) và lực chạy dao (P0) và chúng đợc xác định theo công thức
(trang 21 t2 [2]):
Mx

Mx = 10. CM. Dq.Sy.kp
P0 = 10. Cp. Dq.Sy.kp
Các hệ số và số mũ đợc tra trong bảng 5-32 t2 [2]

P0

Mx = 10. 0,0345. 122.0,010,09.1 = 1,2 [N.m]
Po = 10. 68. 121.0,01y.1

= 324 [N]

3. Xác định công suất động cơ.
Hiện nay vấn đề xác định công suất của động cơ điện là một vấn đề khó
khăn . Vì khó xác định đợc đúng điều kiện làm việc và hiệu suất của máy,
điều kiện chế tạo và những ảnh hởng khác. Có hai cách thờng dùng để xác
định công suất của động cơ điện:
-

Xác định công suất động cơ điện gần đúng theo hiệu suất tổng và

tính chính xác sau khi đã chế tạo song
-

Xác định công suất của động cơ điện bằng phơng pháp thực nghiệm

có thể đợc công suất động cơ taị các số vòng quay và chế độ cắt gọt khác
nhau.
Thờng công suất cắt gọt chiếm 70% ữ 80% công suất động cơ điện nên
ta có thể tính gần đúng công suất của động cơ điện.
Nđc =

Ne


= 1.2
Với 1,2, là hiệu suất của bộ truyền và các ổ lăn, theo bảng 2.3 t1 [4]
1: hiệu suất của bộ truyền đai 1 = 0,95.
2: hiệu suất của cặp ổ lăn

2 = 0,98.

Công suất cắt đợc tính theo công thức (trang 21 t2 [2])
17


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Ne =
Nđc =

M x .n 1,2.4000
=
= 0,49 [ kw]
9750
9750

0,49
= 0,53 [ kw]
0,95.0,98

Theo P1.2 t1 [4] ta chọn động cơ điện DK 31- với các thông số.
Công suất V.tốc đồng
(kw)

bộ (vg/hp)

0,6

1500

cos

TK/Tdn

Tmax/Tdn

0,76

1,8

1,8

KL
(kg)
24

4. Tính thân máy.
Trong các chi tiết vỏ hộp của thân máy nh trụ máy, sà ngang, vỏ hộp tốc
độ, hộp chạy dao... Thì thân máy là chi tiết quan trọng nhất vì nó dùng làm
chuẩn để tổ hợp các bộ phận của máy tạo thành bố trí chung của máy. Nếu
trong quá trình làm việc thân máy bị biến dạng và dung động, sẽ ảnh hởng đến
toàn bộ độ chính xác của máy. Vì vậy phải tính toán độ cứng vững của máy.
Thờng thân máy đợc chế tạo bằng gang CX 32 - 52; CX 21 - 40 ta chọn
gang CX 32- 52 để chế tạo.
Kết cấu thân máy rất phức tạp, hình thù khác nhau . Vì vậy việc tính toán
nó chủ yếu dựa vào kinh nghiệm cha có trình tự tính toán thật chính xác. V. Rê sê tốp
và A.S. Prô nhi cốp đã nghiên cứu và tính toán những thân máy điển hình. Và
đa ra cấc bớc cơ bản về tính toán thân máy theo độ cứng vững :
-

Chọn sơ đồ tính toán của thân máy.

-

Phân tích lực tác dụng lên thân máy.
l =225

-

Tính biến dạng của thân máy dới tác dụng của các lực trên.
1-1
z

Kết luận nâng cao độ cứng vững của thân máy.

a. Chọn sơ đồ tính toán thân máy.
18

1

y
1
P = 324 N


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Tính toán thân máy theo sơ đồ:

b. Phân tích lực tác dụng lên thân máy.
Trong quá trình làm việc thân máy chịu tác dụng của mô men xoắn, mô

mên ma sát của trục chính với thân máy, lực chạydao (P 0) và trọng lợng bản
thân.
c. Tính biến dạng thân máy.
Do thân máy chịu tác dụng của phản lực chạy dao là chủ yếu nên ta đi
tính biến dạng của thân máy (uấn và xoắn) theo lực P0 theo phơng pháp toán
đồ trang 124 [5]
-

l
P = 324 N

Tính độ cứng vững.

Mx

f=

1 1
2
1
. l.Pl. l =
Pl 3
EJ x 2
3 3EJ x

-

Tính góc xoay.

P.l

P = 1N
M1

=

1 1
1
. l.Pl.1 =
Pl 2
EJ x 2
2EJ x

1.l
M1
1.l

Trong đó: E là mô đun đàn hồi kéo nén của vật liệu E= 2.107 N/cm2
Jx là mồ men quán tính .
19


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Theo tiết diện nh hình vẽ ta tính đợc Jx theo công thức trang 116 [5].

f=

=

z

b.h 3 8.17,73 6.15,73
=
= 1761,8 [cm 4 ]
12
12

1
1
Pl 3 =
.324.22,53 = 0,3.10 4 [ cm]
7
3EJ x
3.2.10 1761,4

10

177

Jx =

y
80

1
1
Pl 2 =
.324.22,52 = 0,23.10 5 [rad]
7

2EJ x
2.2.10 .1761,4

d. Các trị số biến dạng cho phép.
Biến dạng cho phép của thân máy không đợc vợt quá 5% ữ 10% biến
dạng cho phép của dao.
e. Các kích thớc cơ bản của thân máy.


Dựa trên kích thớc của máy cơ sở ta chọn kích thớc của máy thiết kế

nh sau:
- Khoảng cách trục đỡ thân máy và trục chính

: 225 mm.

- Chiều cao thân máy

: 177 mm.

- Chiều cao ụ trục chính

: 290 mm.

- Đờng kính lỗ trục chính

: 52 mm.

- Đờng kính lỗ trục đỡ thân máy

: 70 mm.

- Chiều dài rãnh mang cá

: 215 mm.

- Bề dày đúc của thân máy

: 10 mm.

- Các kích thớc khác thể hiện trong bản vẽ chi tiết.
20


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t



Kết cấu của một số cơ cấu đặc biệt

- Rãnh mang cá: Dùng để lắp panel mang động cơ và để căn dây đai
52.5

12

55

52.5

- Cơ cấu hãm thân máy với trục đỡ: Dùng để cố định thân máy lên trục

đỡ.

21


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Phần II

Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo thân máy
Chơng i

phân tích chi tiết gia công và
định dạng sản xuất

1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của thân máy.
Thân máy có chức năng là chi tiết cơ sở để lắp các chi tiết khác nh trục
chính, hệ thống truyền động, động cơ điện và nó dữ tất cả các chi tiết lắp trên
nó trên một trục, là trục đỡ thân máy nối trên bàn máy. Do đó độ chính xác
gia công phụ thuộc rất lớn vào độ chính xác của thân máy nên yêu cầu kỹ
thuật của thân máy là:
-

Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính trong

khoảng 0,05 ữ 0,01 mm trên toàn bộ chiều dài, độ nhám của chúng Ra = 5 ữ 1,25.
-

Các lỗ có độ chính xác cấp 5 ữ 8 và độ nhám bề mặt Ra = 2,5 ữ 0,63,

sai số hình dạng của các lỗ là 0,5 ữ 0,07 dung sai đờng kính lỗ.
-

Dung sai khoảng cách tâm lỗ là 0,02 ữ 0,1 mm
22


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

-

Dung sai độ không song song của các tâm lỗ bằng dung sai khoảng

cách tâm lỗ. Độ không vuông góc của các tâm lỗ với mặt đầu là 0,02 ữ0,05
mm trên 100mm bán kính.
Điều kiện làm việc của thân máy khoan bàn tơng đối khắc nghiệt do phải
chịu độ công sôn lớn, độ rung do quá trình gia công, độ rung do động cơ điện
gây nên.
Dựa vào điều kiện làm việc của thân máy khoan bàn và kết cấu của thân
máy nên ta chọn vật liệu làm thân máy gang xám GX 32 - 52.
1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của thân máy.
-

Các bề mặt gia công đều cho phép thoát dao một cách dễ dàng.

-

Các lỗ trên hộp thì không phải gia công đồng thời trên các máy nhiều trục,

-

Các lỗ nh lỗ trục chính lỗ trục đỡ thân máy có thể đa dao vào để gia

công một cách dễ dàng.
-

Trên thân máy có một số lỗ bắt vít và lỗ tịt nhng nhỏ , không quan trọng.

-

Độ cứng vững của hộp cao đảm bảo khi gia công không bi biến dạng

và có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao.
1.3 Xác định dạng sản xuất.
Trong chế tạo máy ngời ta phân biệt ba dạng sản xuất bao gồm:
-

Sản xuất đơn chiếc.

-

Sản xuất hàng loạt (hàng loạt lớn, hàng loạt vừa, hàng loạt nhỏ).

-

Sản xuất hàng khối.

Mỗi dạng đều có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác
nhau. Để xác định dạng đợc sản xuất ngời ta dựa vào hai chỉ tiêu đó là sản lợng hàng năm và trọng lợng của chi tiết.
23

Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t



Xác định sản lợng hàng năm.

Sản lợng đợc xác định theo công thức1 [1].


N = N 1 .m. 1 +

100
Trong đó:
N

: Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm.

N1

: Số sản phẩm (số máy) đợc sản xuất trong một năm.

m

: Số chi tiết trong một sản phẩm.



: Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dữ trữ (5% ữ 7%).

Nếu tính đến % phế phẩm chủ yếu trong các phân xơng đúc thì sản lợng đợc tính theo công thức
+

N = N 1 .m. 1 +

100

Trong đó = 3% ữ 6%
Theo số liệu ban đầu ta có:
N1 = 200 chi tiết/năm.
m=1
Ta chọn: = 5%; = 5%
Vậy ta có sản lợng hàng năm là:
5% + 5%
N = 200.1. 1 +
= 220 [chi tiết/năm]
100




Xác định trọng lợng của thân máy.

Trọng lợng của thân máy đợc xác định theo công thức:
Q = V. [kg].
Trong đó:
Q

: Trọng lợng của thân máy.

24


: Thể tích của thân máy [dm3].



: Trọng lợng riêng của vật liệu làm thân máy.
= 6,8 [kg/dm3]

113

V

V2

209
V4

Theo kết cấu thân máy ta có:

12

Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

160

22

V3

V1

315

50

V = V1 + V2 + V3 + V4
ỉ52

V1 = (315.80.160) (285.50.160) = 1752000 [mm3]

ỉ70

70

.62 2 .52 2
V2 =

.113 = 101123,7 [mm3]
4
4



V3 = (315.105.22) 70.50.22 + .22.( 52 2 + 702 ) = 519328,9 [mm3]
4


.70 2

V4 = (205.105.12) 70.50.12 +
.12 = 170142
4


V = 1752000 + 101123 + 519328,9 + 170142 = 2542594,6 [mm 3 ]
V = 2,54 [dm3]
Vậy ta có:
Q = 6,8.2,54 = 17,3 [kg]
Theo bảng 2 [1] ta xác định đợc dạng sản xuất là hàng loạt vừa.

25


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Chơng II

xác định phơng pháp chế tạo phôi và
thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi

2.1.

Xác định phơng pháp chế tạo phôi.

Loại phôi đợc xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện dạng
sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phơng.
Chọn phôi tức là xác định phơng pháp chế rạo phôi, xác định lợng d, kích thớc
và dung sai của phôi. Phôi của chi tiết dạng hộp thờng đợc chế tạo theo các

phơng pháp sau đây.
a. phôi đúc.
Phôi đúc bao gồm cả phôi gang và phôi thép hoặc hợp kim nhôm là
những phôi phổ biến nhất để chế tạo chi tiết dạng hộp. Chế tạo phôi đúc thờng
dùng các phơng pháp đúc sau đây.
-

Đúc gang trong khuân cát, mẫu gỗ, làm khuân bằng tay, phơng pháp

này có độ chính xác thấp lợng d gia công để cắt gọt lớn, năng suất thấp, đòi
hỏi trình độ công nhân phải cao. Thích hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và
hàng loạt nhỏ.
26


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

- Dùng mẫu kim loại, khuân cát, làm khuân bằng máy, đạt độ chính xác
và năng suất cao. Lợng d gia công cắt gọt nhỏ, phơng pháp này thích hợp
trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.
- Dùng phơng pháp đúc trong khuân vỏ mỏng, phôi đúc có độ chính xác
0,3 ữ 0,6 mm, tính chất cơ học tốt. Phơng pháp này dùng trong sản xuất hàng
loạt lớn và hàng khối, nhng chỉ thích hợp cho những chi tiết dạng hộp cỡ nhỏ.
- Đúc áp lực có thể tạo nên những chi tiết dạng hộp cỡ nhỏ có hình thù
phức tạp. ở những chỗ gấp khúc của hộp cần phải có góc lợn, các hốc bên
trong cần đợc làm sạch. Các mặt cạnh và đáy cần sạch phẳng, vật đúc ra
không đợc. Chi tiết hộp đúc ra thờng nguội không đều, gây ra biến dạng nhiệt
và ứng suất d nên cần có biện pháp khử ứng suất d trớc khi gia công cắt gọt.
b. Phôi hàn.
Phôi hàn đợc chế tạo từ thép tấm rồi hàn lại thành hộp. Loại phôi này đợc

dùng trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, phôi hàn có hai kiểu:
-

Kiểu thô: hàn các tấm thành hộp sau đó mới gia công.

-

Kiểu tinh: hàn các tấm thép đã đợc gia công sơ bộ các bề mặt cần

thiết thành hộp, sau đó mới gia công tinh lại.
Sử dụng phôi hàn sẽ rút ngắn đợc thời gian chuẩn bị phôi, đạt hiệu quả
kinh tế cao. Tuy nhiên dùng phôi hàn thờng gặp khó khăn khi khử ứng suất d.
c. Phôi dập.
Phôi dập đợc dùng với các chi tiết nhỏ có hình thù không phức tạp loại
phôi này đợc dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Đối với thép có
thể dập nóng còn đối với kim loại mầu có thể dập nguội. Phơng pháp này tạo
đợc cơ tính tốt và cho năng suất cao.
27


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Dựa vào kết cấu thân máy và dạng sản xuất của thân máy ta chọn phôi
đúc dùng mẫu kim loại, khuân cát, làm khuân bằng máy.
Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy thì phơng pháp đúc này đạt cấp chính
xác II.
Theo bảng 3-3 t1[2] thì sai lệch cho phép kích thớc đúc bằng gang là
1,5mm.
Theo bảng 3-7 t1 [2] các góc nghiêng và bán kính góc lợn ta đợc bán
kính góc lợn của thân hộp là R = 3 mm.

Chọn mặt phân khuân khi đúc

2.2.

thiết kế bản vẽ lồng phôi.

Bản vẽ lồng phôi đợc trình bày trên giấy khổ A0 gồm 3 hình chiếu và
các hình chiếu phụ, mặt cắt, các đờng nét, ký hiệu đợc thể hiện theo qui định.

28


Ketnooi.com kt ni cụng dõn in t

Đờng viền chi tiết màu đỏ lợng d đợc thể hiện bằng các nét gạch chéo
trồng lên nhau và màu đỏ. Lợng d, kích thớc yêu cầu và các thông số kỹ thuật
đợc thể hiện trên bản vẽ

Chơng iii

thiết kế qui trình công nghệ gia công
thân máy khoan bàn

Xác định đờng lối công nghệ.
Do dạng sản xuất là hàng loạt vừa và điều kiện gia công phù hợp với điều
kiện thực tế ở Việt nam, chủ yếu là dùng các máy công cụ vạn năng. Do kết
cấu của thân máy khá phức tạp, độ cừng vững không cao. Vì vậy ta chọn phơng án phân tán nguyên công, qui trình công nghệ đợc chia thành các nguyên
công đơn giản để sử dụng máy vạn năng.
Mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá sử dụng là đồ gá
chuyên dùng. Để tận dụng đợc điều kiện máy móc ở Việt nam và thuê lao

động rẻ nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế của chi tiết.
Lập tiến trình công nghệ.
Thân máy là một chi tiết dạng hộp vì vậy nó tuân theo qui trình công
nghệ gia công chi tiết dạng hộp nó bao gồm hai giai đoạn chính:
-

Gia công mặt phẳng chuẩn và các lỗ chuẩn để làm chuẩn tinh thống

nhất.
29