PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ, tên sinh viên : Võ Khắc Tiến Lớp : 45CT
Mã số sinh viên : 45DC235 Khóa : 45
Chuyên ngành : Chế tạo máy
Tên đề tài : Thiết kế kỹ thuật máy uốn ống sắt, năng suất 120 ống/h.
Số trang : 134 Số chương: 05
Số tài liệu tham khảo: 17
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………...
Kết luận: ……………………………………………………………………………
Nha trang, ngày… tháng… năm 2007
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Nha trang, ngày… tháng… năm 2007
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
Đồ án tốt nghiệp
ĐIỂM CHUNG
Bằng số Bằng chữ
PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trong thời kỳ hội nhập kinh tế Đông, Tây và toàn cầu hóa, cùng với công cuộc đổi
mới đất nước, nước ta đang ra sức phát triển các ngành công nghiệp mũi nhọn như: Công
nghệ hóa chất, công nghệ luyện kim, cơ khí, may mặc, hàng tiêu dùng,… đã và đang đạt
được nhiều kết quả rất đáng khích lệ, phần nào nâng cao đời sống của nhân dân, tạo công
ăn việc làm cho hàng triệu người lao động.
Một trong những ngành phát triển mạnh mẽ đó, chính là ngành cơ khí nói chung và
ngành chế tạo máy nói riêng. Từ khi mới thành lập đến nay ngành chế tạo máy phần nào
tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt, năng suất cao và được xuất khẩu ra nhiều thị
trường lớn như: EU, Châu Á, hay các thị trường khắc nghiệt như Mỹ,... Ngày nay khoa
học kỹ thuật ngày càng phát triển vì vậy mà các doanh nghiệp cơ khí đòi hỏi phải cải tiến
phương thức sản xuất, thay thế các thiết bị lạc hậu, cũ kỹ bằng các thiết bị công nghệ cao
để đảm bảo chất lượng, độ chính xác gia công cũng như thẫm mỹ của sản phẩm. Tuy
nhiên để cải tiến công nghệ thì chi phí đầu tư ban đầu cho việc mua sắm các thiết bị rất
cao do các máy hiện nay chủ yếu là nhập từ nước ngoài nên lợi nhuận thấp vì vậy mà
nhiều doanh nghiệp không đầu tư hoặc đầu tư không nổi.
Đứng trước thực trạng nền kinh tế nước ta như vậy, Đảng và Nhà nước ta đã coi
trọng hàng đầu là việc phát triển ngành cơ khí chế tạo, đặc biệt là trong thời kỳ Công
nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước như hiện nay và đã tạo ra được nhiều máy móc, thiết bị
phục vụ cho sự phát triển đất nước để đưa nước ta trở thành một nước phát triển trong
tương lai không xa. Để hiểu thêm về máy móc thiết bị cũng như nắm vững các nguyên lý
thiết kế, chính vì vậy mà Nhà trường, Khoa giao cho em thực hiện đề tài: “Thiết kế máy
uốn ống sắt, năng suất 120 ống/h”. Hiện nay các loại máy này có độ chính xác và năng
suất cao chủ yếu là ở nước ngoài. Mục đích của việc nghiên cứu đề tài là thiết kế được
máy có chất lượng, năng suất cao nhưng giá thành thấp phục vụ trong nước và có thể xuất
khẩu ra nước ngoài.
Trong đề tài này tôi xin đề cập đến các nội dung chính sau:
Chương 1: Tổng quan về máy uốn ống phổ biến hiện nay
Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế
Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy
Chương 4: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình
Hình 3.7: Các kích thước cơ bản của rãnh then ..........................................................38
Hình 3.8: Sơ đồ chịu lực của tấm .................................................................................42
Hình 3.9: Hộp giảm tốc khai triển hai cấp ..................................................................43
Hình 3.10: Sơ đồ phát thảo hộp giảm tốc khai triển hai cấp .......................................55
Hình 3.11: Sơ đồ tính toán trục I .................................................................................56
Hình 3.12: Sơ đồ tính toán trục II ................................................................................56
Hình 3.13: Sơ đồ tính toán trục III ...............................................................................56
Hình 3.14: Biểu đồ mômen trục I ...............................................................................58
Hình 3.15: Biểu đồ mômen trục II ..............................................................................60
Hình 3.16: Biểu đồ mômen trục III .............................................................................62
Đồ án tốt nghiệp
Trang
Hình 3.17: Sơ đồ chịu lực của ổ I ................................................................................70
Hình 3.18: Cấu tạo chung của ổ lăn .............................................................................71
Hình 3.19: Sơ đồ chịu lực của ổ II ...............................................................................71
Hình 3.20: Sơ đồ chịu lực của ổ III ..............................................................................72
Hình 4.1: Bản vẽ chế tạo bánh răng .............................................................................77
Hình 4.2: Bản vẽ đánh số bề mặt chi tiết gia công .......................................................80
Hình 4.3: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm ........................................................................83
Hình 4.4: Dao tiện ngoài thân cong .............................................................................83
Hình 4.5: Dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng 90
0
..............................................84
Hình 4.6: Dao tiện ngoài thân thẳng ...........................................................................85
Hình 4.7: Dao bào rãnh then thân cong .......................................................................86
Hình 4.8: Mũi khoan ruột gà ......................................................................................88
Hình 4.9: Mũi ta rô .......................................................................................................89
Hình 4.10: Dao phay đĩa mô đun .................................................................................90
Hình 4.11: Đá mài prôfin thẳng ...................................................................................91
Bảng 4.16: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện thô Ø56 ...............................100
Bảng 4.17: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện bán tinh Ø56 .......................101
Bảng 4.18: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện tinh Ø56 ..............................102
Bảng 4.19: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công mài thô Ø56 ...............................103
Bảng 4.20: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công mài tinh Ø56 ..............................103
Bảng 4.21: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện thô Ø246 .............................104
Bảng 4.22: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện bán tinh Ø246 .....................104
Bảng 4.23: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện tinh Ø246 ............................105
Đồ án tốt nghiệp
Trang
Bảng 4.24: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện thô L = 90 ........................... 105
Bảng 4.25: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện bán tinh L = 90 ...................105
Bảng 4.26: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện thô Ø100 .............................106
Bảng 4.27: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện tinh Ø100 ............................106
Bảng 4.28: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công bào rãnh then .............................107
Bảng 4.29: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công khoan Ø12 .................................107
Bảng 4.30: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công ta rô ren M12..............................108
Bảng 4.31: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công phay thô .....................................108
Bảng 4.32: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công phay tinh ....................................109
Bảng 4.33: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công mài thô răng ...............................109
Bảng 4.34: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công mài tinh răng ..............................109
Đồ án tốt nghiệp
Chương 1: Tổng quan về máy uốn ống phổ biến hiện nay
Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ MÁY UỐN ỐNG PHỔ BIẾN HIỆN NAY
1.1. Tầm quan trọng của sắt, thép
- Ngày nay sắt, thép là một thiết bị, dụng cụ không thể thiếu đối với con người, chúng ta
có thể dễ dàng tìm thấy chúng khắp mọi nơi, trên các thiết bị của ô tô, xe máy, tàu thủy, nhà
Thông Vận Tải chỉ đạo một mặt nghiên cứu kết cấu thép đồng thời phải thường xuyên học
hỏi cập nhật công nghê tiên tiến của các nước phát triển.
- Một số sản phẩm thép được dùng trong xây dựng dân dụng, cầu đường:
Hình 1.1: Thép được sử dụng trong xây dựng
Hình 1.2: Thép được sử dụng làm cầu đường
Đồ án tốt nghiệp Trang 9
Chương 1: Tổng quan về máy uốn ống phổ biến hiện nay
1.2. Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới
- Hiện nay trên thế giới, ống được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và
trong xây dựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại ống khác nhau có đường kính
cũng như vật liệu làm ống rất đa dạng, nhận thấy được tầm quan trọng của sắt thép chính vì
vậy việc chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu rất cần thiết. Trên thế giới hiện nay máy uốn
ống đa dạng từ bằng tay, đến động cơ rồi đến NC hay CNC có thể uốn ống với nhiều bán
kính khác nhau với độ chính xác và năng suất rất cao.
- Máy uốn ống bán tự động NC dùng để uốn ống có độ chính xác cao, kích thước ống
tương đối lớn máy được sử dụng động cơ thủy lực vì vậy tạo ra lực uốn tác dụng lên ống
đồng đều ít sinh ra khuyết tật trong khi uốn, điều kiển máy tương đối đơn giản sử dụng
bằng bàn đạp chân, máy uốn có sử dụng đầu phân độ vì vậy ống được xoay theo các dạng
khác nhau để uốn những ống có nhiều đoạn cong
Hình 1.3: Máy uốn ống sử dụng động cơ thủy lực
- Máy uốn ống, ống tuýt tròn bán tự động sử dụng động cơ điện, điều khiển bằng bàn
đạp chân hay nút điều khiển cho phép bạn uốn cong đến 190
0
, máy sử dụng puli và cử chắn
dưới giúp cho ống uốn không bị bẹp, đạt độ chính xác cao. Máy có thiết kế thêm bộ phận
Đồ án tốt nghiệp Trang 10
Chương 1: Tổng quan về máy uốn ống phổ biến hiện nay
tay dẫn ống phía sau giúp cho phần không uốn cong không bị biến dạng. Tay uốn của máy
có cữ chắn linh hoạt giúp cho việc điều chỉnh góc uốn dễ dàng, máy làm việc với độ ổn
10.000sp/năm. Như vậy từ số liệu trên cho ta thấy ở Việt Nam hiện nay nhu cầu sử dụng
ống là rất lớn, nếu lấy trung bình thì cả nước ta cần tối thiểu là 90.000sp/năm, cho 9 công ty
lớn lắp ráp và sản xuất ô tô tại Việt Nam như izuzu, ford, misubisi, honda,... Nhưng số liệu
này cũng cho ta thấy chỉ có một loại ống mà cần tới số lượng ống đáng kể như trên thì
trong cả một chiếc ô tô có rất nhiều loại ống hình dạng và kích thước khác nhau, ngoài ra
chúng ta chưa kể đến xe gắn máy hay tàu lửa, tàu thủy … thì lượng ống cung cấp cho các
công ty này lớn đến mức nào nhưng hiện nay theo thống kê của Bộ xây dựng thì các loại
ống này chủ yếu là nhập khẩu.
- Theo tư liệu của các nhà chế tạo máy công nghiệp thì trong một dự án chế tạo một
thiết bị dây chuyền thì cần ít nhất 20 chủng loại ống khác nhau mỗi chủng loại có khoảng
4000 chi tiết cần uốn với các bán kính cong và góc uốn khác nhau, nếu đem ra nước ngoài
gia công cũng như đầu tư máy uốn hiện đại thì chi phí đầu tư lớn do đó các nhà thiết kế sử
dụng các máy móc sẵn có trên thị trường làm sản phẩm có độ chính xác rất thấp, chất lượng
sản phẩm kém, không có thẩm mỹ vì vậy cho nên hầu hết các dự án có vốn đầu tư nước
ngoài có chất lượng tốt hơn trong nước.
- Theo thống kê của ngành xây dựng trang trí nội thất, thiết bị phục vụ xây dựng thì nhu
cầu uốn ống là rất lớn, hiện nay đang phát triển nhu cầu về xây dựng nhà, xây dựng cầu hay
các công trình rất nhiều có tới hơn 100.000 chủng loại khác nhau từ các loại thép định hình,
ống, dẹt, … được uốn theo nhiều kiểu hoa văn đa dạng, phong phú và số lượng ống này
thay đổi từng ngày mà ta không thể thống kê hết được.
- Hiện nay nước ta cũng có một số công ty cũng sản xuất máy uốn ống như xưởng cơ
khí Lâm Quân – Tp HCM sản xuất máy uốn ống 6 đầu trục, được dùng để uốn ống thép,
Inox… dùng trong dân dụng làm lan can, cầu thang, ban công,…và được dùng trong sản
xuất công nghiệp. Một số đặc điểm kỹ thuật máy:
+ Kích thước máy (cao x rộng x ngang): 700 x 700 x 600, cm
+ Trọng lượng: 80Kg
+ Công suất máy: 1,1Kw
Đồ án tốt nghiệp Trang 13
Chương 1: Tổng quan về máy uốn ống phổ biến hiện nay
- Máy thiết kế phải có năng suất và hiệu suất tương đối cao, ít tốn năng lượng, kích
thước máy cố gắng thật nhỏ, gọn, chi phí đầu tư thấp, vận hành tương đối dễ dàng …
- Để làm được điều này người thiết kế cần hoàn thiện về sơ đồ kết cấu của máy đồng
thời chọn các thông số thiết kế và các quan hệ về kết cấu hợp lý.
2.1.2. Khả năng làm việc
- Máy có thể hoàn thành các chức năng đã định mà vẫn giữ được đồ bền, không thay đổi
kích thước cũng như hình dạng của máy, ngoài ra vẫn giữ được sự ổn định, có tính bền
mòn, chịu được nhiệt và chấn động.
- Để máy có đủ khả năng làm việc cần xác định hợp lý hình dạng, kích thước chi tiết
máy, chọn vật liệu thích hợp chế tạo chúng và sử dụng các biện pháp tăng bền như nhiệt
luyện, …
2.1.3. Độ tin cậy
- Độ tin cậy là tính chất của máy vừa thực hiện chức năng đã định đồng thời vẫn giữ
được các chỉ tiêu về sử dụng (như năng suất, công suất, mức độ tiêu thụ năng lượng, độ
chính xác, …) trong suốt quá trình làm việc hoặc trong quá trình thực hiện công việc đã
quy định.
- Độ tin cậy được đặc trưng bởi xác suất làm việc không hỏng hóc trong một thời gian
quy định hoặc quá trình thực hiện công việc.
2.1.4. An toàn trong sử dụng
Một kết cấu làm việc an toàn có nghĩa là trong điều kiện sử dụng bình thường thì kết
cấu đó không gây ra tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, cũng như không gây hư hại cho
thiết bị, nhà cửa và các đối tượng xung quanh.
2.1.5. Tính công nghệ và tính kinh tế
- Đây là một trong những yêu cầu cơ bản đối với máy để thỏa mãn yêu cầu về tính công
nghệ và tính kinh tế thì máy được thiết kế có hình dạng, kết cấu, vật liệu chế tạo phù hợp
với điều kiện sản suất cụ thể, đảm bảo khối lượng và kích thước nhỏ nhất, ít tốn vật liệu
nhất, chi phí về chế tạo thấp nhất kết quả cuối cùng là giá thành thấp.
- Máy nên thiết kế với số lượng ít nhất các chi tiết, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và lắp
ráp, chọn cấp chính xác chế tạo cho phù hợp nhưng vẫn đảm bảo được điều kiện và quy mô
sản xuất cụ thể.
Hình 2.2: Cơ cấu truyền lực bằng cơ
1: Động cơ 2: Hộp giảm tốc
3: Tay quay 4: Khuôn uốn tĩnh
5: Khuôn uốn động 6: Cơ cấu ly hợp
7: Cặp bánh răng
b) Nguyên lý hoạt động:
Khi nhận được bản vẽ và các thông số cần chế tạo của sản phẩm uốn ta điều chỉnh
góc uốn mà ta cần uốn từ cơ cấu ly hợp cam. Máy uốn làm việc được truyền động từ động
cơ điện (1) qua hộp giảm tốc (2) rồi đến cơ cấu truyền lực bằng cơ, trong cơ cấu lựa chọn
ta dùng cặp bánh răng (7), cơ cấu bánh răng (7) được nối với khuôn uốn động (5). Để hãm
ống trong quá trình uốn ta dùng tay quay (3) đưa khuôn uốn tĩnh (4) gần khuôn uốn động
để hãm chi tiết. Ngoài ra để đảm bảo góc uốn ta có cơ cấu ly hợp (6) ngắt động cơ khi góc
uốn đúng như ban đầu tính toán.
c) Ưu điểm và nhược điểm:
- Ưu điểm: + Kết cấu tương đối đơn giản.
Đồ án tốt nghiệp Trang 19
Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế
+ Độ chính xác, năng suât tương đối cao phù hợp cho sản xuất loạt vừa và
nhỏ.
+ Giá thành hạ.
- Nhược điểm: + Lực tác dụng lên ống không đồng đều.
+ Mức độ chuyên môn hóa chưa cao.
2.2.3. Phương án 3: Cơ cấu truyền lực bằng thủy lực
a) Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.3: Cơ cấu truyền lực bằng thủy lực
Đồ án tốt nghiệp Trang 20
Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế
1: Nút on/off 2: Tay điều khiển
3: Piston thủy lực 4: Cánh tay quay
5: Bản lề chữ U 6: Bulông ép
2.2.4. Phương án 4: Cơ cấu truyền lực bằng khí nén
a) Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.5: Cơ cấu truyền lực bằng khí nén
1: Động cơ khí nén 2: Hộp điều khiển khí nén
3: Pittông khí nén 4: Đĩa phân độ
5: Khuôn uốn động 6: Khuôn uốn tĩnh
b) Nguyên lý hoạt động:
Máy uốn ống truyền lực bằng khí nén được truyền động từ động cơ khí nén (1) qua
cơ cấu điều khiển khí nén (2), sau đó qua bộ phận ống dẫn đến pittông (3), có 2 pittông
truyền lực một pittông truyền cho khuôn uốn động (5), một pittông được truyền cho giá
quay trên đó có khuôn uốn tĩnh (6) vì vậy tạo ra vật uốn cần thiểt. Để đảm bảo góc uốn
chính xác ta có đĩa phân độ (4). Hiện nay máy uốn ống truyền lực bằng khí nén rất ít được
dùng vì có cơ cấu khí nén rất phức tạp, máy dùng cơ cấu thủy lực hiện nay được sử dụng
nhiều nhất.
c) Ưu điểm và nhược điểm:
- Ưu điểm: + Lực tác dụng lên ống tương đối đồng đều.
+ Có độ chính xác cao, năng suất cao.
- Nhược điểm: + Kết cấu phức tạp.
+ Khá đắt tiền.
+ Ít được dùng vì van điều chỉnh khí nén khá phức tạp
Đồ án tốt nghiệp Trang 22
Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế
2.2.3. Lựa chọn phương án thiết kế
- Như vậy với yêu cầu đối với máy cần chế tạo, qua thực tiễn và nghiên cứu 4 phương
án ta thấy phương án 2 chọn cơ cấu truyền lực bằng cơ có kết cấu đơn giản, có độ chính
xác tương đối cao nhưng gía thành thấp phù hợp với điều kiện sản xuất vừa và nhỏ ở nước
ta mặt khác nghiên cứu cơ cấu truyền lực bằng cơ đi sát với chương trình học hơn vì vậy
em chọn phương án thiết kế dùng cơ cấu truyền lực bằng cơ để thiết kế và có thể đưa vào
sản xuất thực tiễn ở nước ta từ đó có thể làm cơ sở cho việc nghiên cứu máy uốn sử dụng
động cơ thủy lực vì động cơ thủy lực ít tạo ra khuyết tật trong khi uốn, việc điều chỉnh máy
Ρ
=
σ
,
0
l
l
∆
=
ε
Hình 3.1: Biểu đồ σ - ε
Đồ án tốt nghiệp Trang
16
Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy
+ Khi uốn các vật liệu cứng giòn ta chú ý đến biểu đồ P - Δl: Hình 3.2: Biểu đồ P - Δl
- Từ hai biểu đồ trên ta thấy trong quá trình uốn ống dưới tác dụng của lực uốn làm cho
vật liệu ở trạng thái biến dạng dẻo, ở vật liệu dẻo thì vật liệu dễ uốn hơn vì miền σ
ch
lớn
nhưng đối với vật liệu cứng giòn thì rất khó thực hiện nguyên công uốn vì miền đàn hồi
đến miền bền là rất nhỏ nếu tốc độ uốn cao thì lúc này vật liệu sẽ chuyển từ miền biến dạng
đàn hồi sang miền phá hủy vì vậy vật liệu sẽ bị phá hủy nên tùy theo vật liệu uốn mà ta
chọn tốc độ uốn phù hợp không làm hư hỏng chi tiết uốn.
3.1.2. Khảo sát chuyển động của điểm trên ống
- Để xét chuyển động tròn của ống ta đi xét chuyển động của điểm M trong mặt phẳng
oxy, ta lấy điểm O làm cực, vẽ nửa đường thẳng OM. Gọi góc giữa trục ox và or là φ, gọi
π
ω
=
- Tính toán gia tốc theo [16, trang 114, công thức 1.16] ta có:
Đồ án tốt nghiệp Trang
17
tgα=E
Hình 3.3: Chuyển động tròn của điểm
Copyright: Tài liệu đại học ©