Thiết kế máy cán ren 35 sản phẩmphút

Tổng quan về đề tài Nêu lên tổng quan, lịch sử hình thành và phát triển của máy cán, máy cán ren bàn phẳng, ưu điểm nổi trội của ren cán và ren cắt, được gia công thông thường.. Lịch sử

Lời Cảm Ơn

5 năm học tập và rèn luyện tại trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, đến bây

giờ em đã tiến gần hơn tới với ước mơ, mong mỏi, là ước vọng của cha mẹ đó hoàn

thành luận văn tốt nghiệp để trở thành một kỹ sư cơ khí Trong suốt thời gian qua,

ngoài sự nỗ lực của bản thân, em đã nhận được sự giúp đỡ, ủng hộ rất lớn từ gia đình,

Thầy cô và bạn bè Nhưng em vẫn chưa một lần có thể nói lời cảm ơn đến mọi người

Và bây giờ, khi sắp tốt nghiệp, em xin gửi những lời cảm ơn đó vào cuốn luận văn tốt

nghiệp này

Không lời nào có thể diễn tả hết công ơn của cha mẹ Cha mẹ đã dạy dỗ con từ

lúc nhỏ đến bây giờ và cha me luôn là chỗ dựa vững chắc cho con.Vì vậy, con muốn

gửi lời cảm ơn chân thành của mình trước tiên chính là cha mẹ Con cảm ơn cha mẹ

nhiều lắm

Kính thưa các thầy cô, các thầy, cô trong trường đã tận tình chỉ bảo và hướng

dẫn không chỉ kiến thức trong trường học mà còn kiến thức ngoài xã hội, lý lẽ ký năng

làm một người kỹ sư, một con người chân chính Vì lẽ đó mà em muốn gửi lời cảm ơn

chân thành của em đến các thầy, cô và đặc biệt là thầy Trần Thiên Phúc Em rất chân

thành cám ơn thầy Trần Thiên Phúc, đã nhiệt tình hướng dẫn những điểm thiếu sót,

những kinh nghiệm về thực tế, cổ vũ động viên em không phải bằng những lời nói ngọt

ngào mà bằng tinh thần trách nhiệm của một giảng viên, một trụ cột vững chắc Bách

Khoa Em xin chân thành cám ơn thầy rất nhiều

Em cũng xin gởi lời cám ơn đến tất cả những người bạn của mình, tập thể lớp

CK14KTK, các anh chị làm việc tại trung tâm hỗ trợ sinh viên và việc làm trường Đại

học Bách Khoa, đã động viên, hỏi thăm và khích lệ tinh thần mỗi khi em mệt mỏi, vui

buồn Em cũng xin gởi lời cảm ơn đến các thành viên của diễn đàn BK-K14, diễn dàn

khoa học công nghệ Meslab.org, nhóm tải báo đã chia sẻ kiến thức, tài liệu để em hoàn

thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người !

Tóm Tắt Luận Văn

Luận văn bao gồm 6 chương với nội dung được tóm tắt như sau:

Chương I Mở đầu

Giới thiệu về đề tài nêu rõ mục tiêu ý nghĩa và phạm vi của đề tài luận văn

Chương II Tổng quan về đề tài

Nêu lên tổng quan, lịch sử hình thành và phát triển của máy cán, máy cán ren bàn phẳng,

ưu điểm nổi trội của ren cán và ren cắt, được gia công thông thường Giới thiệu một số

phương pháp tạo ren và một số loại máy hiện có trên thị trường So sánh và chọn hướng

đi phát triển cho phương án thiết kế

Chương III Lựa chọn phương án truyền động

Liệt kê các phương án ý tưởng hiện có tiến hành phân tích và nêu lên ưu điểm nhược

điểm của các phương pháp cán ren, từ đó chọn phương án cán ren thích hợp nhất

Chương IV Thiết kế hệ thống truyền động

Cùng với bản vẽ kết cấu và phương án đã chọn, thực hiện tính toán thiết kế các chi tiết

truyền động của máy Tính toán bằng tay kết hợp với sử dụng phần mềm hổ trợ thiết kế

do sinh viên tự tìm hiểu

Chương V Thiết kế hệ thống điện cho máy cán ren

Trình bày các thiết bị điện dùng cho máy cán ren và mạch điều khiển, mạch động lực

Chương VI Vận hành bảo dưỡng

Cách thiết lập, vận hành máy cán ren Xử lý một số sự cố có thể xảy ra Bảo dưỡng và

bảo trì máy

Mục Lục

Lời Cảm Ơn 1

Tóm Tắt Luận Văn 2

Mục Lục 3

Danh Mục Bảng 6

Danh Mục Hình 7

CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 9

1.1 Giới thiệu đề tài 9

1.2 Mục tiêu của đề tài 9

1.3 Ý nghĩa của đề tài 9

1.4 Phạm vi giới hạn của đề tài 9

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10

2.1 Tổng quan về máy cán ren 10

2.1.1 Sơ lược về cán ren 10

2.1.2 Lịch sử hình thành phát triển 10

2.1.3 Ưu điểm của cán ren lăn ép so với cắt ren 11

2.2 Phân Loại máy cán ren 12

2.2.1 Bàn cán ren phẳng 12

2.2.2 Cán ren bằng con lăn 17

2.2.3 Cán ren bằng đầu cán ren 20

2.3 Phân tích ưu nhược điểm của từng loại 21

2.4 Chọn sơ bộ phương án cán ren 22

CHƯƠNG III LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG 24

3.1 Sơ đồ khối tiến trình gia công 24

3.2 Quy cách của sản phẩm chung 25

3.3 Lựa chọn hộp giảm tốc 25

3.3.1 Phương án 1: hộp giảm tốc khai triển 25

3.3.2 Phương án 2: hộp giảm tốc bánh răng đồng trục 26

3.3.3 Phương án 3: hộp giảm tốc bánh răng trục vít 26

3.3.4 Phương án 4: hộp giảm tốc bánh răng hành tinh 26

3.3.5 Lựa chọn phương án hộp giảm tốc 26

3.4 Lựa chọn phương án truyền động bàn cán 27

3.4.1 Phương án 1: sử dụng bánh đà 27

3.4.2 Phương án 2: sử dụng tay quay 28

3.4.3 Lựa chọn phương án truyền động 28

3.5 Phương án đẩy cấp phôi tự động 28

3.5.1 Phương án 1 28

3.5.2 Phương án 2 28

3.6 Sơ đồ khối máy cán ren 29

3.7 Tổng kết phương án lựa chọn sơ đồ động máy cán ren bàn phẳng 29

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 31

4.1 Thông số thiết kế bán đầu 31

4.2 Phân phối tỷ số truyền 34

4.3 Tính toán bộ truyền đai 37

4.4 Tính toán cơ cấu làm việc chính 41

4.4.1 Kích thước bộ truyền 41

4.4.2 Chọn ổ trục 42

4.4.3 Tính toán thiết kế khuôn cán ren 44

4.5 Thiết kế cơ cấu cấp phôi 45

4.5.1 Mô tả 45

4.5.2 Chọn khớp nối trục 46

4.5.3 Thiết kế hình dáng biên dạng cam của bánh đà 48

4.6 Chọn máy cấp phôi 51

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO MÁY CÁN REN 53

5.1 Lựa chọn thiết bị điện 53

5.2 Mạch điều khiển 54

5.3 Mạch động lực 56

CHƯƠNG VI VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG 57

6.1 Quy trình khởi động 57

6.1.1 Cài đặt sơ bộ 57

6.1.2 Thứ tự thực hiện chế độ máy 57

6.2 Xử lý sự cố 58

6.3 Bôi trơn và bảo quản 58

6.3.1 Nguyên tắc bảo quản và sử dụng 58

6.3.2 Bôi trơn máy 59

6.3.3 Bảo dưỡng máy 59

Kết Luận 61

Tài Liệu Tham Khảo 62

Danh Mục Bảng

Bảng 2 1 Một số máy cán ren bàn phẳng đặt nghiêng 14

Bảng 2 2 Máy cán ren bàn phẳng đạt ngang 16

Bảng 2 3 phân tích ưu nhược điểm từng loại máy 21

Bảng 4 1 Bảng phân phối tỷ số truyền của hộp giảm tốc 36

Bảng 4 2 Bảng thông số thiết kế bộ truyền đai 37

Bảng 4 3 Bảng kết quả tính toán kiểm nghiệm bộ truyền đai 37

Bảng 4 4 Cơ tính của bạc tự bôi trơn 43

Bảng 4 5 Bảng thông số kích thước khuôn cán ren 44

Bảng 4 6 Catalog nhà sản xuất 48

Bảng 5 1 Các thiết bị điện trong máy cán ren bàn phẳng 53

Bảng 5 2 Bảng tóm tắt kí hiệu sử dụng trong mạch điều khiển 55

Bảng 6 1 Đường kính phôi Bulong 57

Bảng 6 2 Sự cố có thể xảy ra theo các nguyên nhân và hướng giải quyết 58

Danh Mục Hình

Hình 2 1 Kết cấu bên trong ren cắt và ren ép 11

Hình 2 2 Kết cấu bên ngoài của ren cắt và ren ép 11

Hình 2 3 Vít me đai ốc bi gia công bằng phương pháp cán 12

Hình 2 4 Bàn cán ren phẳng 12

Hình 2 5 Nguyên lý cán phẳng 13

Hình 2 6 Máy cán ren bàn phẳng đặt nghiêng 14

Hình 2 7 Máy cán ren bàn phẳng đặt ngang 15

Hình 2 8 Máy cán ren 2 con lăn 17

Hình 2 9 Cán ren bằng con lăn 17

Hình 2 10 Máy cán ren 2 con lăn 18

Hình 2 11 Máy cán ren 3 con lăn 19

Hình 2 12 Máy cán ren bằng đầu cán ren 20

Hình 3 1 Sơ đồ tiến trình gia công 25

Hình 3 2 Phương án bánh đà 27

Hình 3 3 Phương án tay quay 28

Hình 3 4 Sơ đồ khối 29

Hình 3 5 Sơ đồ động máy cán ren bàn phẳng 30

Hình 4 1 Catalog bulong 31

Hình 4 2 kích thước bulong trước khi cán ren 32

Hình 4 3 Thông số kích thước của Phôi 34

Hình 4 4 Kết quả tính toán từ phần mềm inventor 2017 39

Hình 4 5 Sản phẩm thiết kế từ phần mềm 40

Hình 4 6 Nguyên lý cơ cấu làm việc chính 41

Hình 4 7 Bạc tự bôi trơn 42

Hình 4 8 Kích thước bạc tự bôi trơn 43

Hình 4 9 Hình dáng ren theo tiêu chuẩn 44

Hình 4 10 Hình minh hoạ 46

Hình 4 11 Khớp nối cầu 47

Hình 4 12 Sơ đồ khớp cầu 47

Hình 4 13 Phối hợp chuyển động của máy 49

Hình 4 14 Đồ thị biểu diễn quy luật của cơ cấu cam lệch tâm 50

Hình 4 15 Bài toán tìm tâm cam 50

Hình 4 16 Kết quả thiết kế biên dạng cam 51

Hình 4 17 Kết quả thiết kế cam 51

Hình 4 18 Máy cấp phôi rung bằng phễu cấp phôi 51

Hình 5 1 Mạch điều khiển 55

Hình 5 2 Mạch động lực 56

CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu đề tài

Trong giai đoạn phát triển kinh tế hiện nay đồng thời với sự tiến bộ không ngừng

của Khoa Học Kỹ Thuật, tự động hóa ngày càng được mở rộng và phát triển Các máy

móc chuyên dụng phục vụ cho việc sản xuất hàng loạt xuất hiện đóng vai trò rất quan

trọng trong việc phát triển sản xuất Đi với nó đó là những thay đổi cải tiến không ngừng

và dể thấy nhất đó là bulong đai ốc

Các phương pháp gia công tạo ren qua nhiều thời kỳ để lại cho chúng ta rất nhiều

các phương pháp với ưu nhược điểm khác nhau Như phương pháp tiện ren, phương pháp phay ren, phương pháp mài ren, phương pháp gió lốc, phương pháp cán ren, phương pháp taro Và trong đó nổi bậc nhất đó là phương pháp cán ren cho năng suất và chất lượng sản phẩm cao nhất nhờ sự biến dạng dẻo bề mặt của bulong Đồng thời phương pháp này

cũng giảm được phôi liệu vì trong phương pháp gia công cán ren không thoát phoi

1.2 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là chọn lựa thiết kế máy cán ren cho bulong Phù hợp cho một

số công ty sản xuất bulong đai ốc, đáp ứng yêu cầu về năng suất và chất lượng sản phẩm, phù hợp với quy trình sản xuất tự động của công ty

1.3 Ý nghĩa của đề tài

Đưa ra và phân tích những phương án cho đề tài máy cán ren ứng dụng cán bulong đai ốc Giúp sinh viên củng cố toàn bộ kiến thức đã được học vào thiết kế một chiếc máy

hoàn chỉnh

1.4 Phạm vi giới hạn của đề tài

Thiết kế và tính toán máy cán ren, bằng tay và kiểm nghiệm lại bằng phần mềm

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2.1 Tổng quan về máy cán ren

2.1.1 Sơ lược về cán ren

Cán ren (lăn ép ren) là phương pháp gia công không phoi Phôi được đặt giữa các dụng

cụ lăn ép (bàn lăn hoặc con lăn) dưới tác dụng của áp lực trên bề mặt chi tiết gia công hình thành các vết lăn ép của dụng cụ Theo kết cấu của dụng cụ cán ép có thể phân ra làm 2 loại chính là bàn lăn và con lăn Lăn ép ren có thể gia công ren ngoài cũng như ren trong, ren một đầu mối và nhiều đầu mối Lăn ép ren là một trong nhưng phương pháp chế tạo ren năng suất cao và kinh tế nên được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng hàng loạt Lăn ép ren dựa trên quá trình biến dạng dẻo của vật liệu để hình thành ren nên có thể nâng cao độ nhẵn bề mặt và

độ bền của ren Ngoài ra so với cắt ren, lăn ép ren còn có ưu điểm là hạ giá thành sản xuất, tiêu hao ít vật liệu, tiết kiệm vật liệu, thành phẩm có chất lượng tốt Yếu tố hạn chế của phương pháp lăn ép ren đó là độ cứng của vật liệu, hình dạng và kích thước của chi tiết Khuyết điểm của phương pháp này là hình thành độ cong trên bề mặt ren

2.1.2 Lịch sử hình thành phát triển

Nửa cuối thế kỉ 19, cán hình thành sau quá trình phát triển của công nghiệp cán thép, xuất hiện ý tưởng chế tạo vít bắt gỗ bằng phương pháp lăn ép 2 con lăn (Tài liệu “Screws and Screw-making”, tác giả Britannia company, nhà xuất bản James H Wood, 1892 – Chương Machines for Screw-Making trang 161) Nhưng đến giữa thế kỉ 20, chủ đề “Ren vít chính xác cho doanh nghiệp” bắt đầu hình thành máy cán ren chính xác đầu tiên (Công ty Precision Screw Thread) và tiếp tục phát triển cho đến ngày nay

2.1.3 Ưu điểm của cán ren lăn ép so với cắt ren

So với ren gia công cắt, ren lăn ép thể hiện rõ những ưu điểm vượt trội về cơ tính, kết cấu cũng như tiết kiệm vật liệu

Kết cấu của ren lăn ép cho phép tăng thêm 30% cơ tính so với ren cắt bằng phương pháp thông thường Tăng độ cứng bề mặt ren, giới hạn bền, năng suất của ren

Với cùng một kích thước ren giống nhau, phương pháp cán ren cho thấy sự tiết kiệm vật liệu nâng cao giới hạn bền mỏi, không tạo phoi sau quá trình gia công, đồng thời bề mặt gia công đạt độ bóng tốt

Hình 2 1 Kết cấu bên trong ren cắt và ren ép

Hình 2 2 Kết cấu bên ngoài của ren cắt và ren ép

2.2 Phân Loại máy cán ren

Các máy cán (lăn, ép ren) có nhiều loại khác nhau, chia làm 2 loại chính với sự khác nhau về kết cấu của dụng cụ cán (lăn, ép)

2.2.1 Bàn cán ren phẳng

Hình 2 4 Bàn cán ren phẳng

Dùng trên máy cán ren thường và máy cán ren tự động Bàn cán ren làm việc theo bộ,

có hai chiếc : một bàn không chuyển động, một bàn thực hiện chuyển động tịnh tiến qua lại

Hình 2 3 Vít me đai ốc bi gia công bằng

phương pháp cán

Hướng của góc nâng ren trên bàn cán ngược lại với hướng ren được cán

Kích thước của bàn cán ren hệ mét có đường kính từ 16 ÷ 27mm Kích thước của các bàn cán để cán ren có đường kính nhỏ hơn 1,6mm và lớn hơn 27mm phụ thuộc vào loại máy

và được xác định cho từng trường hợp cụ thể

Bàn cán ren phẳng khi cán các ren trên các sản phẩm có ≤ 600 Mpa thường được chế tạo bằng thép X12M; X12Φ1

Khi cán ren trên các sản phẩm có ≤ 850 Mpa thì bàn cán được chế tạo bằng thép 6X6B3MΦC có độ cứng HRC 57 ÷ 60

Bàn cán ren phảng có thể tạo ren đạt chính xác cấp 6 Bộ phận cơ bản, quyết định quá trình tạo hình ren khi cán là phần tạo hình

Nguyên lý làm việc là tạo ren trên chi tiết trụ nhờ chuyển động tịnh tiến và áp lực

của bàn ren tác dụng vào ren chi tiết cần tạo ren

Hình 2 5 Nguyên lý cán phẳng

Một số loại máy tiêu biểu trên thị trường:

2.2.1.1 Máy cán ren bàn phẳng đặt nghiêng

đa sản phẩm (mm)

Năng suất Sp/phút

Kích thước hiệu chỉnh, dịch chuyển bản ren (mm)

Chiều cao bàn ren(mm)

Kích thước bên ngoài (mm)

Công suất động

cơ (kW)

Trọn

g lượng(kg) TX-003 Φ1-3 20 350-400 51*64*19 25 930*550*1100 1 300

Nguyên làm việc của máy cán ren bàn phẳng đặt nghiêng: tạo ren trên chi tiết hình trụ

bằng cách nhờ chuyển động tịnh tiến và áp lực của bàn ren tác dụng vào ren chi tiết cần

tạo ren

Ưu điểm: bàn cán ren được đặt nghiêng giúp máy có trọng tâm hạ thấp hơn so với loại

máy nằm ngang, quá trình cấp phoi và lấy phôi dễ dàng hơn loại máy nằm ngang

Nhược điểm: chế tạo khó khi phải gia công các góc nghiêng của máy ở khung gầm, nên

giá thành của máy trên thị trường thường cao hơn máy đặt phẳng cùng năng suất khó

thay đổi kích thước đường kính phoi cán

Kết luận: Đây là mẫu máy đã được cải tiến từ loại máy nằm ngang với những ưu điểm

đặc tính để khắc phục tiếng ồn và rung của máy nằm ngang, máy hoạt động ít xảy ra trục

trặc và lấy phoi thoát phôi dễ dàng hơn

2.2.1.2 Máy cán ren bàn phẳng đặt ngang

Hình 2 7 Máy cán ren bàn phẳng đặt

ngang

Bảng 2 2 Máy cán ren bàn phẳng đạt ngang

Model

number

Đường kính/

phạm vi chiều dài

Chiều dài tối đa sản phẩm (mm)

Năng suất Sp/phút

Kích thước bên ngoài (mm)

Công suất động cơ (kW)

Trọng lượng(kg)

Nguyên làm việc của máy cán ren bàn phẳng đặt ngang : tạo ren trên chi tiết hình trụ

bằng cách nhờ chuyển động tịnh tiến và áp lực của bàn ren tác dụng vào ren chi tiết cần

tạo ren

Ưu điểm: máy có chi phí chế tạo ít hơn loại máy nằm ngang cùng năng suất, tuy nhiên

vẫn đạt được năng suất mông muốn Thiết kế đồ gá bàn cán dễ dàng hơn và dễ dàng thay

đổi kích thước đường kính cán

Nhược điểm: những yếu tố độ rung ồn của máy và khó khăn ở khâu cấp phoi và lấy phôi Kết luận: mặc dù đã xuất hiện dòng máy bàn cán đặt nghiêng nhưng dòng máy đặt

ngang vẫn không biến mất khỏi thị trường Vì nó cũng nắm những ưu điểm nhiều người

hướng tới

2.2.2 Cán ren bằng con lăn

Cán ren được tiến hành trên máy bằng một bộ quả cán gồm 2 hoặc 3 quả cán

Đường tâm của quá cán có thể song song hoặc không song song (cán bằng con lăn hơn

vòng) với đường tâm phôi, phôi quay tự do

Số đầu mối dao động từ 2 đến 52, số đầu mối lớn hơn phụ thuộc vào đường kính

ren nhỏ và bước ren nhỏ hơn

Thường người ta chế tạo máy cán ren theo 3 cấp chính xác: Độ chính xác bình

thường

Hình 2 8 Máy cán ren 2 con lăn

Hình 2 9 Cán ren bằng con lăn

Quả cán cấp chính xác 1 bảo đảm tạo ra ren có vung dung sai không thấp hơn 4h,

quả cán cấp chính xác 2 tạo ra ren có vùng dung sai không thấp hơn 6h

Quả cán ren thường được chế tạo bằng thép X12M, X6BΦ X12Φ1 đối với các sản

phẩm có độ cứng HB 160 ÷ 200 và bằng thép 6X6B3MΦC đối với các sản phẩm có độ

cứng HB 370 ÷ 400

Nguyên lý làm việc : chi tiết tạo ren được lăn giữa 2 con lăn quay cùng chiều

Chi tiết và con lăn có tâm thẳng hàng hoặc chéo nhau Con lăn chuyển động theo

chiều hướng kính hoặc phôi chuyển động hướng trục tạo hình vào bề mặt chi tiết tạo

ra biến dạng hình thành ren cho chi tiết cần tạo ren

Tham khảo 2 dòng máy cán có cùng nguyên lý trên thị trường

2.2.2.1 Máy cán ren bằng 2 con lăn

Thông tin sơ bộ về máy

Phạm vi ứng dụng: Thanh, ống, trục

Khả năng sản xuất ( năng suất): 4-20 sản phẩm /phút

Hình 2 10 Máy cán ren 2 con lăn

Ưu điểm: máy có chi phí chế tạo ít hơn máy cán ren bằng 3 con lăn cùng năng suất, tuy

nhiên vẫn đạt được hiệu quả mong muốn Thiết kế chế tạo dễ dàng hơn và dễ dàng thay

đổi kích thước đường kính cán

Nhược điểm: phoi, trục ống khi cán thường có sự cố bị trượt ra khỏi vị trí cán, và ren cán

không đẹp, chính xác bằng máy cán ren bằng 3 con lăn

Kết luận: đây là dòng máy dể thấy nhất trên thị trường và được nhiều người ưa chuộn

khi chọn đối tượng cán là thanh trục, nắm một ưu điểm mà máy cán ren 3 con lăn khó

khắc phục đó là dễ dàng thay đổi đường kính cán của trục, chi phí vận hành và chế tạo rẻ

hơn

2.2.2.2 Máy cán ren bằng 3 con lăn

Thông tin sơ bộ của máy

Hình 2 11 Máy cán ren 3 con lăn

Ứng dụng: ống, ống rỗng

Khả năng sản xuất ( năng suất): 4-20 sản phẩm /phút

Ưu điểm: máy có thể vận hành một con lăn chủ động quay cán hay đồng thười 2 hoặc 3

con lăn, sản phẩm có độ chính xác cao Trong quá trình cán phoi trục ống không bị lệch

ra vị trí cán

Nhược điểm: khó thay đổi đường kính cán, chi phí chế tạo cao hơn rất nhiều loại 2 con

lăn

Kết luận: Được dùng cho các đối tượng khách hàng có yêu cầu độ chính xác cao

2.2.3 Cán ren bằng đầu cán ren

Được thực hiện trên các máy tiện ren vít thông thương, máy khoan, máy tiện tự

động

Được dùng phổ biến nhất là các loại đầu cán ren hướng trục tự mở đến cán các

ren ngoài có góc ren nhọn, sắc và cán các ren ngoài hình thang

Các đầu mối cán ren có két cấu khác nhau để cán các loại ren một hay nhiều đầu mối, phải hoặc trái trên phôi đặc hoặc rỗng Các quả cán đều có phần cấu tạo hình ren và phần sửa đúng Bộ quả cán có bước ren giống như bước ren cần cán của bất kỳ đướng kính ren nào trong một phạm vi đường kính nhất định Các quả cán trong một bộ được phân biệt bằng số thứ tự, xác định bằng lượng dịch chuyển của ren tới mặt đầu của quả cán, lượng dịch chuyển này thay đổi liên tiếp trên mỗi quả cán để đám bảo gia công liên tục đường

Hình 2 12 Máy cán ren bằng đầu cán ren

xoán vít trên chi tiết gia công

Đường kính phôi để cán lấy gần đúng bằng đường kính trung bình của ren gia

công

Trong trường hợp dùng máy có công suất lớn hoặc máy có chu kỳ làm việc tự

động thì tốc độ cán có thể tới 70 ÷ 80 m/ph đối với ren hệ mét bước nhỏ và tới 25 m/ph đối với ren hệ mét bước lớn và ren thang Độ bền của quả cán giảm đi 2 ÷ 3 lần nếu khi cán trên các đầu của phôi có sẵn các đường xoắn

Nguyên lý làm việc của phương pháp này là đầu cán ren được quay quanh trục, có

khoảng cách với cách mảnh dải quạt cố định không đổi Chi tiết được lăn và hình thành

ren giữa đầu cán và dải quạt nhờ chuyển động quay của đầu cán Trục quay có thể là máy

tiện ren vít thông thường, máy khoan, máy tiện tự động

2.3 Phân tích ưu nhược điểm của từng loại

Bảng 2 3 phân tích ưu nhược điểm từng loại máy

Khả năng tự động cao Khả năng tự động hoá thấp Khả năng tự động hoá cao

Sản phẩm được hình thành

trong thời gian ngắn

Thời gian làm ra sản phẩm thấp hơn

Sản phẩm được hình thành trong thời gian ngắn

Năng suất lớn Năng suất thấp hơn Năng suất lớn

Sai số sản phẩm cán thấp Sai số sản phẩm lớn Sai số sản phẩm thấp

Đối tượng sản phẩm không

nhiều dùng chủ yếu cho

bulong và các sản phẩm có

chiều dài d giới hạn,

thường cho các chi tiết ren

ngắn

Sản phẩm có chiều dài d không giới hạ

Đối tượng sản phẩm không nhiều dùng chủ yếu cho bulong và các sản phẩm có chiều dài d giới hạn,

thường cho các chi tiết ren ngắn

đổi phức tạp, nhưng không

cần thiết phải thay bàn cán

Dễ dàng thay đổi đường kính cán, quy trình đơn giản, không cần thay bánh cán

Khó chuyển đổi đường kính cán nhất, quy trình thay đổi phức tạp, phải thay mới hoàn toàn đầu cán

Giá thành khá cao Giá thành rẻ nhất Giá thành máy cao nhất

trong 3 loại máy Chi phí vận hành bảo

dưỡng trung bình

Chi phí vận hành bảo dưỡng thấp

Chi phí vận hành bảo dưỡng cao

Máy có kích thước lớn

cồng kềnh

Máy có thể có kích thước nhỏ nhất trong 3 loại

Máy có kích thước lớn cồng kềnh

2.4 Chọn sơ bộ phương án cán ren

Dựa trên các tiêu chí:

Dựa vào ưu nhược điểm, tính đa dạng trong sản phẩm của từng loại ren, em chọn

sơ bộ phương án cán ren Bàn cán ren phẳng để làm đề tài thiết kế, với:

- Năng suất 35 sản phẩm/ phút

- Ứng dụng cho cán bulong M12 trở xuống

CHƯƠNG III LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG

3.1 Sơ đồ khối tiến trình gia công

Giới thiệu quy trình sản xuất cơ bản của bulong:

1 Dây chuyền xử lý nhiệt sợi thô

2 Kéo hoặc cán sợi thô đến đường kính cần thiết

3 Gia công tạo đầu lục giác của sản phẩm

4 Tạo ren trên phôi

5 Xử lý bulong bán thành phẩm bằng cách xử lý nhiệt theo tiêu chuẩn (lò xử lý nhiệt)

6 Mạ kẽm

7 Đóng gói và đưa vào tiêu thụ

=> Mục tiêu của đề tài là giải quyết công việc ở mục 4

Phôi được cán 1 lần duy nhất để đạt sản phẩm theo yêu cầu kỹ thuật Hiệu suất cán phụ thuộc vào kích thước phôi và độ cứng của vật liệu

3.2 Quy cách của sản phẩm chung

Sản phẩm là các bulong có kích thước M12 trở xuống Chiều dài có ren của Bulong từ 10mm đến 20mm, bước ren từ 0,8 đến 1,75mm

3.3 Lựa chọn hộp giảm tốc

Trong khi làm việc số vòng quay của cơ cấu chính nhỏ hơn so với số vòng quay

của động cơ Vì vậy để giảm số vòng quay từ động cơ trước khi truyền vào cơ cấu

chính, ta chọn dùng hộp giảm tốc Ta có các phương án truyền động hộp giảm tốc

như sau:

3.3.1 Phương án 1: hộp giảm tốc khai triển

Truyền động bánh răng trụ được dùng để truyền chuyển động giữa các trục song song nhau Trong quá trình chế tạo và lắp ghép của bánh răng trục đơn

giản không cần đến máy và dao chuyên dụng, nhưng vẫn đảm bảo độ bền và

hiệu suất làm việc với bộ truyền bánh răng trụ ta có: bộ truyền 1 cấp tỷ số

dạng chi tiết

cán

Hình 3 1 Sơ đồ tiến trình gia

công

truyền nằm trong khoảng (3 5), bộ truyền 2 cấp có tỷ số truyền khoảng

(8-40)

Bộ truyền hộp giảm tốc bánh răng trụ được sử dụng rộng rãi nhờ các ưu

điểm: tuổi thọ, hiệu suất cao, kết cấu đơn giản có thể sử dụng trong một phạm

vi rộng của vận tốc và tải trọng

3.3.2 Phương án 2: hộp giảm tốc bánh răng đồng trục

Có đặc điểm là đường tâm của trục vào và trục ra trùng nhau, giúp giảm bớt

chiều dài của hộp giảm tốc

Tuy nhiên có một số nhược điểm như:

Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh

Phải bố trí các ổ của các trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc, làm phức

tạp kết cấu gối đỡ và gay khó khăn trong việc bôi trơn

3.3.3 Phương án 3: hộp giảm tốc bánh răng trục vít

Truyền động trục vít gồm trục vít và bánh vít ăn khớp với nhau, dùng

để truyền động giữa các trục chéo nhau, góc giữa 2 trục chéo nhau thường là 900,

do các trục chéo nhau nên khi làm việc xuất hiện vận tốc trượt v hướng theo ren

trục vít Trượt dọc ren làm tăng ma sát giảm hiệu suất của bộ truyền, truyền động trục vít có: bộ truyền trục vít 1 cấp có tỷ số truyền từ (10 40), bộ truyền trục vít

2 cấp có tỷ số truyền khoản (300…800)

Hộp giảm tốc trục vít so với hộp giảm tốc bánh răng có:

Ưu điểm: kích thước nhỏ, có thể thực hiện tỷ số truyền lớn, làm việc

êm

Nhược điểm: hiệu suất thấp, nguy hiểm về dính và mòn tăng khi bộ truyền làm việc lâu dài Phải dùng kim loại hiếm đắt tiền để chế tạo bánh vít

3.3.4 Phương án 4: hộp giảm tốc bánh răng hành tinh

Hộp giảm tốc bánh răng hành tinh có một bánh răng lắp trên trục di động gọi là bánh răng hành tinh Đây là điểm khác biệt của họp giảm tốc bánh

răng hành tinh so với các loại hộp giảm tốc còn lại khi các bánh răng đều gắng

trên trục cố định (u=70-400)

3.3.5 Lựa chọn phương án hộp giảm tốc

Qua tìm hiểu ưu nhược điểm các phương án truyền động cho hộp giảm tốc, cùng với yêu cầu kết cấu máy cán ren, ta chọn phương án truyền động

của hộp giảm tốc là truyền động bánh răng trụ thẳng 2 cấp có tỷ số truyền trong

quay Lượng năng lượng được lưu trữ trong một bánh tỉ lệ với bình phương tốc

độ quay của nó Năng lượng được chuyển giao cho một bánh đà bằng cách áp

dụng mô-men xoắn đối với nó, do đó gây ra tốc độ quay của nó, và do đó năng

lượng lưu trữ của nó, gia tăng Ngược lại, bánh đà giải phóng năng lượng được

lưu trữ bằng cách áp mô-men xoắn đến tải cơ khí, kết quả làm tốc độ quay giảm

Ưu điểm khi ứng dụng:

Giảm quá tải khi bàn cán thay đổi hướng hay vào vị trí cán ren

Dễ dàng thiết kế thêm để kết hợp với bộ phận cấp phôi

3.4.2 Phương án 2: sử dụng tay quay

Hình 3 3 Phương án tay quay

Trong phương án tay quay con trượt đã chọn, mọi điểm trong khâu động di chuyển trong các mặt phẳng song song với nhau, con trượt chạy theo phương

vuông góc với đường tâm ổ quay của tay quay

3.4.3 Lựa chọn phương án truyền động

Ta chọn phương án 1 là phương án thiết kế

3.5 Phương án đẩy cấp phôi tự động

3.5.1 Phương án 1

Dùng hệ thống piston khí nén hoặc bộ truyền cơ với động cơ riêng biệt:

Ưu điểm: Dễ dàng chế tạo và thiết kế

Nhược điểm: Không đồng bộ với cơ cấu cán ren của bàn cán, khi thay đổi vận tốc, năng suất cán phải lập trình hiệu chỉnh lại cơ cấu cấp phôi cho đồng bộ

3.5.2 Phương án 2

Trích chuyển động từ bánh đà sang cơ cấu cấp phôi

Ưu điểm: Khả năng đồng bộ cao với bàn cán ren, khi thay đổi tốc độ bàn cán

ren không phải hiệu chỉnh lại tốc độ cấp phôi

Nhược điểm: Cần sắp xếp bộ truyền ở vị trí hợp lý để không ảnh hưởng đến các cơ cấu làm việc khác

Khó thiết kế và chế tạo

3.6 Sơ đồ khối máy cán ren

3.7 Tổng kết phương án lựa chọn sơ đồ động máy cán ren bàn phẳng

- Ta chọn sơ đồ động của máy cán ren như hình

- Trong sơ đồ động máy cán ren ta có: 1-động cơ, 2-bộ truyền đai, 3- hộp giảm tốc,

4-bánh đà, 5-thanh truyền 1, 6-con trượt ở bàn cán di động, 8-bàn cán cố định,

9-thanh trượt theo biên dạng bánh đà, 10- 9-thanh truyền 2, 11-bàn trượt cấp phôi tịnh

Cơ cấu trích chuyển động theo biên dạng của bánh đà

Tay quay 2

Bàn trượt đẩy

cấp phôi

Hình 3 4 Sơ đồ khối

Chuyển động từ động cơ được truyền sang hộp giảm tốc bằng bộ truyền đai

Truyền động từ hộp giảm tốc truyền qua cơ cấu chính, trong cơ cấu chính thì từ

chuyển động quay trong của tay quay kết hợp với bánh đà nối với thanh truyền

biến đổi thành chuyển động tịnh tiến của bàn cán ren di động Khi bàn cán ren di

động đi qua bàn cán cố định phôi đồng thời được cấp và chuyển động lăn không

trượt với sức ép của 2 bàn cán ren Đồng thời bàn cán cũng tác động 1 lực lên phôi biến dạng bề mặt kết cấu của phôi để hình thành nên biên dạng ren

Hình 3 5 Sơ đồ động máy cán ren bàn phẳng

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

4.1 Thông số thiết kế bán đầu

- Theo chọn sơ bộ ở chương trước là bulong có kích thước M12 trở xuống, để thoả các

điều kiện về tính toán ta chọn M12 có kích thước lớn nhất để tính:

Hình 4 1 Catalog bulong