MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................3
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................4
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ CÁC VIẾT TẮT .......................................5
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................5
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ ...................................................................6
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................9
CHƢƠNG I - GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI .................................13
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI .................................................13
1.2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA VIỆC CHẾ TẠO CON LĂN BĂNG TẢI ..............................16
1.2.1 Cấu tạo con lăn băng tải và nguyên lý làm việc .....................................16
1.2.2 Phân tích công nghệ gia công con lăn hiện nay. .....................................17
1.3. GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CHẾ TẠO CON LĂN BĂNG TẢI................20
1.4. KẾT LUẬN .....................................................................................................20
CHƢƠNG 2- LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH CẮT TRONG GIA CÔNG LỖ ......22
2.1 LỰC CẮT ..........................................................................................................23
2.1.1 Khái niệm ................................................................................................23
2.1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến lực cắt ..........................................................24
2.2 HIỆN TƢỢNG NHIỆT TRONG QUÁ TRÌNH CẮT ....................................................27
2.2.1. Nhiệt phát sinh khi cắt ............................................................................27
2.2.2. Ảnh hƣởng của nhiệt cắt đến quá trình cắt. ............................................27
2.3 MÀI MÒN VÀ TUỔI BỀN DAO ............................................................................29
2.3.1. Hiện tƣợng mài mòn dao ........................................................................29
2.3.2. Tuổi bền dao T ........................................................................................34
2.4. CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT .......................................................................37
2.4.1 Chất lƣợng bề mặt. Từ yêu cầu thực tế về chức năng và điều kiện làm
việc của máy móc mà thiết bị ngày càng đòi hỏi rất cao về chất lƣợng bề mặt
của chi tiết máy. Những yêu cầu đó là: ............................................................37
1



2


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Đây là luận văn của riêng tôi. Các thí nghiệm trong luận văn
đƣợc thực hiện nghiêm túc trên máy đạt tiêu chuẩn, các số liệu trong luận văn đƣợc
đo đạc trung thực, chính xác tại phòng thí nghiệm có uy tín, các kết quả của luận
văn chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ một tài liệu nào.
Hà Nội, ngày 18 tháng 09 năm 2013
Ngƣời cam đoan

Nguyễn Thọ Sơn

3


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện luận văn Thạc sỹ tôi đã nhận đƣợc sự quan tâm,
giúp đỡ của nhiều tập thể và cá nhân. Nhân dịp hoàn thành luận văn, tôi xin bày tỏ
lòng biết ơn sâu sắc nhất.
Tôi xin trân trọng cảm ơn TS. Lê Thanh Sơn đã trực tiếp tận tình hƣớng dẫn
tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp của mình.
Trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội; các
thầy cô, công nhân viên chức viện Sau đại học, Viện Cơ khí và các thầy cô trong bộ
môn Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện
thuận lợi nhất để tôi hoàn thành nhiệm vụ.
Chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại học Kinh tế kỹ thuật Công
nghiệp – nơi tôi đang công tác đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho
tôi trong quá trình theo học và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Cuối cùng, tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình cùng bạn bè,

Bảng 3.7 Bảng các nguyên công gia công dao doa ...................................................64
Bảng 4. 8 Các thông số kỹ thuật chính của máy 1K62 .............................................76
Bảng 4.9 Thành phần hóa học thép C35 ...................................................................78
Bảng 4.10 Kết quả thí nghiệm 4 mẫu 1, 2, 3, 4.........................................................81
Bảng 4.11 Bảng tính sai số của đƣờng cong lý thuyết với giá trị thực nghiệm ........82
Bảng 4. 12 Kết quả thí nghiệm 4 mẫu 5, 6, 7, 8........................................................85
Bảng 4.13 Bảng tính sai số của đƣờng cong lý thuyết với giá trị thực nghiệm ........87
Bảng 4.14 Kết quả thí nghiệm 4 mẫu 9, 10, 11, 12...................................................90
Bảng 4.15 Ảnh hƣởng tổng hợp của V,S và t đối với Ra ..........................................91
Bảng 4.16 Bảng logarit hóa các thông số ảnh hƣởng tới Ra .....................................94
Bảng 4.17 Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm cho Ra .........................................94
Bảng 4. 18 Đánh giá sai số của đồ thị lý thuyết và giá trị thực nghiệm ...................96

5


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Hệ thống băng tải .......................................................................................13
Hình 1.2 Bảng vẽ lắp con lăn băng tải ......................................................................16
Hình 1.3 Cốc đỡ vòng bi D = 47 ; 52 L = 41 ;42 ................................................17
Hình 2. 4 Con lăn băng tải ........................................................................................22
Hình 2. 5 Cốc lắp ổ bi ...............................................................................................22
Hình 2.6 Sơ đồ nguồn gốc của lực cắt ......................................................................23
Hình 2.7 Quan hệ giữa lực cắt và chiều rộng cắt ......................................................25
Hình 2.8 Đồ thị dạng logarit .....................................................................................25
Hình 2.9 Các dạng mài mòn của dụng cụ cắt............................................................30
Hình 2. 10 Mài mòn mặt sau .....................................................................................30
Hình 2.11 Mài mòn crater .........................................................................................31
Hình 2.12 Các dạng mài mòn chính khi tiện.............................................................31
Hình 2. 13 -Quan hệ giữa lƣợng mòn và thời gian ...................................................32

Hình 4. 40 Chi tiết đang đƣợc đo độ nhám ...............................................................79
Hình 4.41 Nối ụ động và bàn xe dao .........................................................................79
Hình 4. 42 Kết quả đo từ máy đo độ nhám của mẫu thí nghiệm 4 mẫu 1, 2, 3, 4 ....80
Hình 4.43 Đồ thị thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc cắt V và độ nhám
bề mặt Ra. ..................................................................................................................81
Hình 4.44 Đồ thị lý thuyết mối quan hệ giữa vận tốc cắt và độ nhám bề mặt. .........84
Hình 4.45 Kết quả đo từ máy đo độ nhám của mẫu thí nghiệm 4 mẫu 5, 6, 7, 8. ....86
Hình 4.46 Đồ thị thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ giữa lƣợng chạy dao S và độ
nhám bề mặt Ra. ........................................................................................................86
7


Hình 4.47 Đồ thị lý thuyết biểu diễn mối quan hệ giữa Lƣợng chạy dao S và độ
nhám bề mặt Ra. ........................................................................................................89
Hình 4.48 Kết quả đo từ máy đo độ nhám của mẫu thí nghiệm 4 mẫu 9, 10, 11, 12.
...................................................................................................................................91
Hình 4. 49 Kết quả đo từ máy đo độ nhám của mẫu thí nghiệm 8 mẫu từ 13 đến 20
...................................................................................................................................93
Hình 4.50 Quan hệ giữa Ra với V, t ..........................................................................97
Hình 4.51 Quan hệ giữa Ra với S, t ...........................................................................98
Hình 4.52 Quan hệ giữa Ra với V, S .........................................................................98

8


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Khi nền kinh tế ngày càng phát triển thì yêu cầu về vận chuyển hàng hóa
nguyên, nhiên vật liệu thành phần và bán thành phần trong các nhà máy xí nghiệp,
xƣởng sản xuất ngày càng lớn. Do vậy hệ thống vận chuyển liên tục đƣợc sử dụng

thực nghiệm, phần mềm matlab 2013b.
Phần mềm MATLAB : Phần mềm MATLAB đƣợc sử dụng trong đề tài là
bản V2013b đƣợc phổ biến rộng rãi trên thị trƣờng hiện nay.
Đối tƣợng: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị chuyên dùng gia công lỗ
ứng dụng trong dây chuyền sản xuất tự động con lăn băng tải
Địa điểm nghiên cứu: Đại học Bách Khoa Hà Nội và một số cơ sở sản xuất.
4. Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt đƣợc mục tiêu của đề tài, luận văn tập trung giải quyết những nội
dung sau:
-

Nghiên cứu tổng quan về hệ thống băng tải – từ đó nêu ra các cụm chi tiết và

chi tiết làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng và giá thành của hệ thống băng tải và rút ra
vấn đề cần giải quyết để có thể hạ giá thành và nâng cao chất lƣợng của hệ thống
băng tải.
-

Nghiên cứu tổng quan về cơ sở lý thuyết về quá trình gia công lỗ - từ đó rút

ra những nhân tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng của lỗ khi gia công.
-

Nghiên cứu và thiết kế, chế tạo thiêt bị chuyên dùng để gia công lỗ ứng dụng

trong con lăn băng tải. Cụ thể là chế tạo dao doa chuyên dùng và thiết kế nguyên lý
máy chuyên dùng.
-

Khi chế tạo đƣợc dụng cụ chuyên dùng ( dao doa chuyên dùng) và nguyên lý

5. Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu
Các phƣơng pháp chủ đạo đƣợc sử dụng để giải quyết các nội dung nghiên
cứu của đề tài là phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết, phƣơng pháp kế thừa và
phƣơng pháp chuyên gia.

11


Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: Đƣợc sử dụng trong nghiên cứu các
công trình khoa học, tổng hợp cơ sở lý luận để giải quyết các nội dung: tổng quan
về vấn đề nghiên cứu; tạo lập cơ sở lý luận của đề tài.
Phƣơng pháp kế thừa: Đƣợc sử dụng trong việc nghiên cứu phần mềm và
đặc điểm của hệ thống băng tải. Các kết quả đã đƣợc nghiên cứu trên thế giới và
trong nƣớc có liên quan phục vụ giải quyết nội dung của đề tài.
Phƣơng pháp chuyên gia: Đƣợc sử dụng để giải quyết các vấn đề về công
nghệ và bài toán tối ƣu hóa trong thiết kế cũng nhƣ gia công.

12


CHƢƠNG I - GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI
1.1.

Giới thiệu chung về hệ thống băng tải

Chủng loại của băng tải rất đa dạng. Vì vậy tuỳ theo yêu cầu của công việc mà
ta có thể lựa chọn các băng tải phẳng, lõm, tấm cho phù hợp với yêu cầu của ngƣời
sử dụng nhƣng về nguyên lý của băng tải thì cơ bản không khác xa nhau.
Băng tải đƣợc cấu tạo nhƣ hình vẽ 1.1.Nó bao gồm có các bộ phận chính sau :
1 :Động cơ;

4
3

H

7
6



5

B

9

Hình 1.1 Hệ thống băng tải
Nguyên lý làm việc của hệ thống băng tải: Khi động cơ điện (1) hoạt động sẽ
truyền chuyển động quay qua hộp giảm tốc (2) tới tang trống chủ động(3), tang

13


trống chủ động quay. Nhờ có ma sát giữa tang trống chủ động và băng cao su (4)
mà băng chuyển động theo và kéo theo tang bị động (5) quay theo. Vật liệu đƣợc đổ
vào băng qua phễu cấp liệu (6) cùng chuyển động trên băng và đƣợc đổ ra ở phễu
rót liệu (8). Các con lăn (7) đƣợc gắn cùng với giá đỡ con lăn lắp trên khung băng
tải vừa có tác dụng đỡ cho băng khỏi trùng vừa có tác dụng giảm ma sát của băng
trong quá trình chuyển động.
Để băng không bị quá trùng trong quá trình vận hành thiết bị căng băng (9) luôn

nƣớc cũng đƣợc nâng cao và hiện đại hoá, có thể chế tạo đƣợc toàn bộ băng tải từ
phần chuyển động, băng, kết cấu,con lăn và các bộ phận cơ khí khác.Dƣới là một
số các loại hệ thống băng tải đang đƣợc sử dụng ở Việt Nam
Bảng 1.1 Các thông số cơ bản băng tải hiện nay đang sử dụng ở Việt Nam
Loại

Chiều
rộng
băng(mm)

BT_400 400

BT_500 500

BT_650 650

BT_800 800

Số lớp Vận tốc Công suất Năng
đường
băng
băng(m/s) động
suất(m3/h) kính
cơ(Kw)
tang(mm)

3

4


10

4080

500

0.8

5.5

1530

450

1.0

7.0

4080

500

1.25

8.5

50100

550


650

1.6

13.1

100200

700

1.0

11.4

100200

700

1.25

14.3

125250

750

15


1.2.


73

330

550

650

89

950

1250

1500

127

Nguyên lý làm việc của con lăn: Khi băng chuyển động thì làm cho võ con lăn
quay , kéo theo cốc đỡ ổ lăn của con lăn quay theo , Do trục và cốc đỡ đƣợc liên kết
bằng ổ lăn nên trục không quay theo. Còn vòng chắn mỡ có tác dụng không cho mỡ
ra ngoài.
Chức năng làm việc
Từ nguyên lý làm việc của con lăn ta thấy con lăn có 2 tác dụng chính là:
+ Đỡ hệ thống băng

+ Giảm ma sát trong hệ thống băng tải

Những hỏng hóc của con lăn sau một thời gian sử dụng

Kích thƣớc 52(47) lắp ổ bi đỡ.
Kích thƣớc chiều dài con lăn.
Các yêu cầu kỹ thuật.
Độ không // của các lỗ cơ bản : 0.05 mm
Độ không  của tâm lỗ võ con lăn với mặt đầu là 0.1
Độ không // của mặt đầu lỗ gối đỡ là 0.15
Độ không // của lỗ cần gia công của gối đỡ với đƣờng kính cần gia công của võ
con lăn la 0.1
Bề mặt lỗ cần gia công gối đỡ đạt cấp chính xác 7 Ra = 1.25
Lập thứ tự các nguyên công
Chọn phương pháp gia công.

18


- Chọn phƣơng pháp gia công thích hợp để gia công các bề mặt đạt độ chính
xác và độ bóng theo yêu cầu.
- Dựa vào những yêu cầu trên bản vẽ chi tiết.
+)Tiện lỗ của võ con lăn- hai đầu gia công đạt Ra1,25 tra bảng quy độ
cấp độ nhẵn bóng ta đƣợc cấp độ nhẵn bóng tƣơng đƣơng cấp 7 dung sai kích thƣớc
hình học là 0.02. Tƣơng đƣơng cấp chính xác 4 tra bảng 4 và bảng 7 sách
HĐTKDACNCTM ta đƣợc độ chính xác 4 và độ bóng bề mặt đƣợc gia công bằng
phƣơng pháp tiện bán tinh.
-Tƣơng tự tiện bích cốc đỡ phƣơng pháp gia công và độ bóng nhƣ tiện
-Tiện bích và doa lỗ lỗ cốc đỡ để lắp vòng bi:ta gia công đạt cấp chính xác 2
và cấp độ bóng 9. Ta chọn phƣơng pháp doa tinh.
Lập tiến trình công nghệ gia công
Bảng 1.2 Thứ tự các nguyên công
STT


Doa lỗ cốc đỡ lắp vòng 1K62

P9

bi
5

Vê đầu

1K62

19

Chuyên dùng


Lắp ráp hoàn chỉnh

6

Quy trình công nghệ gia công con lăn hiện nay có những vấn đề không hợp lý
Từ bảng1.5 thứ tự nguyên công ta thấy có vấn đề không hợp lý là :
Thứ nhất: Gia công các bề mặt của cốc đỡ trƣớc khi vê đầu vỏ con lăn.Khi đó
độ đồng tâm của 2 cốc đỡ con lăn sau khi lắp hoàn chỉnh không thể khống chế đƣợc
vì nguyên công vê đầu là nguyên công ép vỏ con lăn vào cốc đỡ. Nguyên công này
có lực cần thiết để vê đầu là rất lớn. Do đó mà ở nguyên công vê đầu nó sẽ gây ra
cong vênh vỏ con lăn. Mặt khác sau nguyên công vê đầu lại không có nguyên công
nắn thẳng ống để sửa độ không đồng tâm của 2 cốc đỡ con lăn,mà dù cho có nguyên
công nắn thẳng ống thì độ không đồng tâm của 2 cốc đỡ vẫn lớn.
Thứ hai : Gia công vỏ con lăn là gia công 1 đầu sau đó lại quay đầu gia công lỗ

21


CHƢƠNG 2- LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH CẮT TRONG GIA CÔNG LỖ
Đặt vấn đề
Để thực hiện nhiệm vụ chƣơng I đặt ra là: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết
bị chuyên dùng gia công lỗ ứng dụng trong dây chuyền sản xuất tự động con lăn
băng tải. Trong con lăn băng tải thì có rất nhiều chi tiết khác nhau. Tuy nhiên trong
luận văn này tôi đi nghiên cứu về phƣơng pháp chế tạo cốc con lăn băng tải. Thì
trƣớc tiên tôi sẽ đi nghiên cứu cơ sở lý thuyết của quá trình gia công lỗ. Vậy nhiệm
vụ đặt ra cho chƣơng II là: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quá trình cắt trong gia công
lỗ
Với bề mặt cần gia công nhƣ hình vẽ 2.1 và 2.2

Hình 2. 4 Con lăn băng tải

Hình 2. 5 Cốc lắp ổ bi

22


2.1 Lực cắt
2.1.1 Khái niệm
Trong quá trình cắt kim loại, để tách đƣợc phoi và thắng đƣợc ma sát cần
phải có lực. Lực sinh ra trong quá trình cắt là động lực cần thiết nhằm thực hiện quá
trình biến dạng và ma sát. Việc nghiên cứu lực cắt trong quá trình cắt kim loại có ý
nghĩa cả lý thuyết lẫn thực tiễn. Trong thực tế, những hiểu biết về lực cắt rất quan
trọng để thiết kế dụng cụ cắt, đồ gá, tính toán thiết kế máy móc thiết bị,... Dƣới tác
dụng của lực và nhiệt, dụng cụ sẽ bị mòn, bị phá huỷ. Muồn hiểu đƣợc quy luật mài
mòn và phá huỷ dao thì phải hiểu đƣợc quy luật tác động của lực cắt. Muốn tính

Thực nghiệm ghi nhận chi tiết gia công ảnh hƣởng đến lực cắt bởi các yếu tố
sau:
* Độ bền, độ cứng của vật liệu,
* Thành phần hoá học,
* Cấu trúc kim loại của vật liệu,
Bảng 2.3 Hằng số lực cắt Cp khi cắt vật liệu dẻo
b (N/mm2)

300-400

400-500

500-600

600-700

700-800

Cpv (N)

1270

1390

1490

1630

1840


24


đó, trong thí nghiệm ta cho tất cả các yếu tố khác không thay đổi và chỉ cho yếu tố
đang xét thay đổi, sau đó tổng hợp lại ta nhận đƣợc ảnh hƣởng đồng thời của các
yếu tố xét đến lực cắt.
+ Ảnh hƣởng của chiều sâu cắt t đến lực cắt.
Vì chiều rộng cắt b = t/sin có ý nghĩa vật lý trong quá trình cắt nên ta sẽ
khảo sát ảnh hƣởng của b đến lực cắt Pv. Thực hiện cắt thử nghiệm với các yếu tố
khác không đổi, cho b thay đổi các giá trị khác nhau, ta đo đƣợc các giá trị lực cắt
Pv tƣơng ứng nhƣ trên đồ thị.
Từ đồ thị ta nhận thấy rằng khi tăng b
thì lực cắt cũng tăng. Nếu nhƣ cắt với chiều
dày cắt atb = 1mm thì lực cắt chính Pv đƣợc
tính bằng: Pv  C pv .b

x pv

Kết quả xử lý số liệu đo đƣợc nhƣ đồ thị ta nận
đƣợc:

x pv  1

Hình 2.7 Quan hệ giữa lực cắt và chiều
rộng cắt

+ Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao s đến lực cắt.
Vì chiều dày cắt a = s.sin có ý nghĩa vật lý trong quá trình cắt nên ta sẽ
khảo sát ảnh hƣởng của a (qua atb) đến lực cắt Pv.
Thực hiện cắt thử nghiệm với các yếu tố khác không đổi với b=1mm, cho a