Đang tải... (xem toàn văn)
Từ xa xưa con người đã biết dùng đôi tay của mình để tạo những vật dụng như đất sét, bằng gỗ, sương đá, và sau đó bằng nhiều thứ kim loại để phục vụ cho đời sống của mình. Do nhu cầu ngày càng cao hơn công việc nhiều hơn nên con người phải nghĩ ra các cơ cấu có thể giảm nhẹ sức lao động. Con người đã không ngừng chế tạo ra các vật dụng để phục vụ cho sản xuất với quy mô lớn, việc sản xuất ra các cơ cấu máy phải trải qua một thời gian khá dài đến nay đã hình thành ngành chế tạo máy, ngành khảo cổ đã phát hiện ra chiếc máy công cụ đầu tiên trong lịch sử loài người là máy khoan gỗ dùng dây kéo bằng tay được người Ai Cập cổ đại phát minh ra cách đây 30004000 năm loại máy tiện gỗ sơ đẳng. người ta cũng tìm thấy ở Ai Cập và Ấn Độ khoảng 2000 năm trước. Máy này làm việc do hai người điều khiển, một người kéo dây cung để thực hiện chuyển động của chi tiết gia công và một người điều khiển dao cắt gỗ. Cuối thế kỉ 15 đầu thế kỉ 16 Leonađoavinci – một nghệ sĩ lớn, đồng thời là kĩ sư có tài người ý đã phát minh ra một số kết cấu nổi tiếng cơ bản của máy tiện như: trục vitme, bàn dao vv.. đặc biệt là phác thảo nguyên tắc của một số máy tiện, máy cắt ren. Đầu thế kỷ XVII người ta đã dùng sức nước là động lực cho máy công cụ và một phát minh quan trọng trong việc phát triển máy tiện là việc tìm ra bàn dao chạy tự động. Năm 1712, a.Nator người Nga đã tìm ra ứng dụng đầu tiên của loại bàn dao này ở máy tiện. Đến năm 1774 John Wilkinson đã cho ra đời máy khoan vật liệu thép đầu tiên trên thế giới. Năm 1970 Maudsley (người Anh) đã thiết kế một máy tiện có bàn dao tương tự và được giữ bản quyền.
đồ án máy công cụ ********************* Lời nói đầu * * * Một nội dung đặc biệt quan trọng cách mạng khoa học kỹ thuật toàn cầu nói chung với nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc ta nói riêng việt khí hoá tự động hoá trình sản xuất Nó nhằm tăng xuất lao động phát triển kinh tế quốc dân Trong công nghiệp chế tạo máy công cụ thiết bị đóng vai trò then chốt Để đáp ứng nhu cầu này, đôi với công việc nghiên cứu,thiết kế nâng cấp máy công cụ trang bị đầy đủ kiến thức sâu rộng máy công cụ trang thiết bị khí nh khả áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán khoa học kỹ thuật thiếu đợc Với kiến thức đà đợc trang bị, hớng dẫn nhiệt tình thầy giáo nh cố gắng cuả thân Đến naynhiệm vụ đồ án máy công cụ đợc giao em đà hoàn thành Trong toàn trình tính toán thiết kế máy " Máy tiện ren vít vạn "có thể nhiều hạn chế Rất mong đợc bảo thầy giáo cộng Phần tính toán thiết kế máy gồm nội dung sau: Chơng I : Nghiên cứu máy tơng tự -chọn máy chuẩn Chơng II :Thiết kế máy Chơng III : Tính toán sức bền chi tiết máy Chơng IV :Thiết kế hệ thống điều khiển CTM8-K45 ĐHBK đồ án máy công cụ ********************* chơng 1:nghiên cứu máy Có nhiều loại máy tiện nh : máy tiện vạn năng,máy tiện Tự động ,nửa tự động,máy tiện chuyên môn hoá chuyen dùng,máy tiện revonve v.v Tuy nhiên xem xet đặc tính kỹ thuật số loại máy tơng tự máy 1K62 Chỉ tiêu so sánh Công suất động (kw) Chiều cao tâm máy (mm) Khoảng cách lớn hai mũi tâm (mm) Số cấp tốc ®é Sè vßng quay nhá nhÊt Nmin ( vßng/phót ) Số vòng quay lớn Nmax ( vòng/phút ) Lợng chạy dao dọc nhỏ Sdmin (mm/vòng) T620 10 200 1400 T616 4,5 160 750 1A62 200 1500 1A616 4,5 200 1000 23 12,5 12 44 21 11,5 21 11,2 2000 1980 1200 2240 0,070 0,060 0,082 0,080 Lỵng chạy dao dọc lớn 4,16 Sdmax (mm/vòng) 1,07 1,59 1,36 Lợng chạy dao ngang nhỏ 0,035 Snmin (mm/vòng) 0,04 0,027 0,08 Lợng chạy dao ngang lớn 2,08 Snmax (mm/vòng) 0,78 0,52 1,36 Các loại ren tiện đợc Ren Quốc tế , ren Anh, ren Môđun ren Pít I/ Các xích truyền động máy tiện 1K62 : XÝch tèc ®é quay cđa trơc chÝnh : Xích nối từ động điện có công suất N = 10kw,sè vßng quay n=1450 vßng/phót , qua bé truyền đai thang vào hộp tốc độ (cũng hộp trục ) làm quay trục VI Lợng di động tính toán hai đầu xích : nđ/c (vòng/phút) động ntc (vòng/phút) trục Từ sơ đồ động ta vẽ đợc lợc đồ đờng truyền động qua trục trung gian tới trục nh sau: CTM8-K45 ĐHBK đồ án máy công cụ ********************* li hợp ma sát đ ờng truyền nghịch đ ờng quay thuận từ động đ êng trun tèc ®é thÊp ® êng trun tèc ®é cao Xích tốc độ có đờng truyền quay thuận đờng truyền quay nghịch Mỗi đờng truyền tới trục bị tách làm đờng truyền + Đờng truyền ngắn tới trục cho ta tốc độ cao nđc =1450(vg/ph) 145 (I) (C1- trái) 56 (II) 29 (III) 65 (VI) = ntc - 260 34 47 21 55 38 38 51 39 43 + Đờng truyền dài tõ trơc III-IV-V-VI cho ta tèc ®é thÊp n®c =1450(vg/ph) 145 (I) (C1- tr¸i) 260 ntc 56 34 51 39 (II) 29 47 21 55 38 38 (III) 22 88 45 45 (IV) 22 88 (V) 27 54 (VI)= 45 45 Từ phơng trình ta thấy: -Đờng tốc ®é cao vßng quay thuËn cã cÊp tèc ®é : 2x3x1= -Đờng tốc độ thấp vòng quay thuận cã 24 cÊp tèc ®é : 2x3x2x2x1= 24 Thùc tÕ ®êng trun tèc ®é thÊp vßng quay thn chØ cã 18 tốc độ ,vì trục IV trục VI có khối bánh di trợt hai bậc có khả cho ta tỷ số truyền IV 22 88 22 88 V 45 45 C¸c tû sè trun 1, VI 45 45 , 16 tạo nê Nhìn vào phơng trình thực tế có tỷ sè truyÒn 1, , 16 Nh vËy ®êng trun tèc ®é thÊp vßng quay thn cßn 18 tèc ®é 2x3x3x1= 18 VËy ®êng trun thn cã 18+6=24 tèc ®é Bao gåm: tèc ®é thÊp tõ n1n18 tèc ®é cao tõ n19n24 VỊ mỈt®é lín ta thÊy n18=n19.vËy thực tế có 23 tốc độ khác n ikđại dùng cắt ren khuếch đại Xích chạy dao cắt ren tiện trơn: a Tiện ren Máy tiện ren vít vạn ( T620 ) 1K62 có khả cắt loại ren : Ren Quốc tế (tp) CTM8-K45 ĐHBK đồ án máy công cụ ********************* Ren Mo®uyn (m) Ren Anh (n) Ren Pitch (Dp) Khi cắt ren tiêu chuẩn xích truyền từ trục VI xuống trục VII (hoặc qua i kđ xuống trục VII ),về trục VIII qua cặp bánh thay vào hộp dao trục vít me Lợng di động tính toán đầu xích : Một vòng trục - cho tiện đợc bớc ren (mm) Để cắt đợc loại ren máy có khả điều khiển sau: Báărng thay trục VIII trục IX có khả điều chỉnh cặp utt: + Cặp 42 95 để tiện ren quốc tế ren Anh 95 64 95 50 95 97 + Cặp để tiện ren modul ren pitch Cơ cấu noóc-tông trục IX_X_XI có đờng truyền: + Đờng truyền 1: (Cơ cấu noóc-tông chủ động) đờng truyền từ trục IX qua ly hỵp C2 tíi trơc XI quay khèi bánh noóc-tông xuống trục X , qua ly hợp C4 tới trục XII_XIII_XIV_XVI(vít me) + Đờng truyền 2: (Cơ cấu noóc-tông bị động) đờng truyền từ trục IX không (qua ly hợp C2) qua cặp bánh 37/35 tới trục X qua cặp bánh 28/25 qua bánh 36 tới khối bánh noóc-tông trục XI tiếp tục qua cặp bánh 35 28 , (không qua ly hỵp C4) tíi trơc XII_XIII_XIV_XVI(vÝt me) 28 35 Để cắt đợc nhiều bớc ren khác loại ta dùng bánh noóc-tông bậc với số từ 26 48 cắt đợc bớc ren tơng ứng gọi bớc ren sở Ngoài có khối bánh di trợt bËc trun gi÷a trơc XII_XIII_XIV cã tØ sè truyền khác gọi tỉ số truyền gấp béi, ta sÏ cã 7X4 = 28 bíc ren cÇn cất loại Để cắt ren trái , cần giữ nguyên chiều quay trục nhng chiều chuyển động chạy dao có đảo chiều uđc Bộ đảo chiều nối trục VII VIII với bánh đệm Z = 28 cã tØ sè truyÒn nh sau: tØ sè trun quay thn vµ tØ sè truyền nghịch uđc = 35 28 28 35 Sau đà ngiên cứu phận ta có phơng trình tổng quát xích cắt ren tiêu chuẩn: vòng trục uđc utt ucs ugb ucđ tx = ucs Trong ucđ tỉ số truyền cố định xích Ta có phơng trình cân cho loại ren: Cắt ren quốc tế (ren mét) Sử dụng cặp bánh thay thế: utt = 42 95 95 50 Phơng trình cắt ren: vòng tc 60 42 42 95 (IX)(li hợp C2 đóng)(XI) Zn 42 28 ®ãng,C3 më) 35 18 15 45 48 60 95 50 35 (XIV)(C5 28 36 25 28 (X)(li hỵp C4 ®ãng) 12 = (mm) ®ã Zn lµ sè khối bánh noóc-tông Công thức ®iỊu chØnh: = K1.Zn.ugb K1: Lµ hƯ sè thu gọn phơng trình CTM8-K45 ĐHBK đồ án máy công cụ ********************* Cắt ren modul Loại ren dùng mối ghép động Đơn vị đo m tính theo công thức : m = tp/ Sử dụng cặp bánh thay : utt = 64 95 95 97 Phơng trình xích động: 1vßng tc 60 42 64 95 (IX)(li hợp C2 đóng)(XI) Zn 25 (XI)(li hợp C4 42 ®ãng,C3 më) 28 35 18 15 45 48 60 95 97 35 (XIV)(C5 28 36 28 ®ãng) 12 = = .m m = K2.Zn.ugb = 0,7855.Zn.ugb Zn.ugb 16 Cắt ren Anh: Loại ren có công thức tơng tự ren quốc tế ,không đo theo chiỊu dµi bíc ren mµ tÝnh theo k lµ sè vßng ren tÊc Anh (25,4 mm) 25,4 k = Sử dụng cặp bánh thay : utt = 42 95 95 50 Phơng trình cắt ren: vòng tc 60 42 42 95 (IX) 35 37 (X) 28 35 42 (li hỵp C4 më) 28 35 18 15 45 48 k = K3.ugb Zn 60 95 50 37 35 35 (XIV)(C5 ®ãng) 28 36 (XI)(C3 35 28 Zn 12 = = 25,4 k më) 35 28 28 35 Cắt ren pitch: Loại ren có công dụng tơng tự ren modul hệ mét Đơn vị đo lờng ren Dp Dp giá trị ngịch đảo m đo theo đơn vị Anh Dp = v× m = 1' ' m = Dp = 25,4 m 25,4. hay = 25,4. Dp Sử dụng cặp bánh thay : utt = 64 95 95 97 Phơng trình cắt ren: vòng tc 60 42 64 95 (IX) 35 37 (X) 28 35 60 hỵp C4 më) 18 45 42 95 97 37 35 28 35 (XIV)(C5 ®ãng) 35 28 15 48 35 36 28 Zn 12 = = (XI)(C3 më) 35 28 (li 28 35 25,4. Dp Dp = K4.Zn ugb Cắt ren khuếch đại: Thờng dùng gia công ren nhiều đầu mối , tiện rÃnh dầu bạc CTM8-K45 ĐHBK đồ án máy công cụ ********************* Xích cắt ren khuếch ren tiêu chuẩn lên gấp 2,8,32 lần với đảo chiều có u = 1/4 ta có ren khuếch đại lên 4,16 lần Phơng trình xích động: vòng tc 60 42 utt(C2,C3,C5 đóng).12 = utt = a b 60 42 c = d Tiện ren xác: Yều cầu đờng truyền ngắn Đờng truyền : Từ trục VI_VII_utt_(C2)_XIV_XVI(vít me) Vì muốn bớc khác ren xác ta phải tính utt cho phù hợp Tiện ren mặt đầu: Để tạo đờng acsimet (trên mâm cặp chấu) Dao cắt ren tiến ngang vào tâm chi tiết xích không nối qua trục vít me mà nối từ trục XIV qua cặp bánh 28 không qua ly hợp siêu việt tới trục tiện trơn XV_XVII theo đờng tiện 56 trơn hộp xe dao tíi trơc vÝt me tx = mm b XÝch tiƯn tr¬n : XÝch tiƯn tr¬n gièng nh xÝch tiƯn ren , nhng trơc XIV xÝch kh«ng nèi qua li hợp đến trục vít me mà truyền xuống qua cặp bánh 28 không qua ly hợp siêu 56 27 20 , 20 28 viƯt tíi trơc tiƯn trơn XV qua truyền đến trục vít vô tận đầu mối bánh vít 20 dùng để tiện trơn chạy dao dọc, ngả phải lên trục vít me ngang phía để thực chạy dao trơn ngang Tiện trơn chạy dao dọc: Từ trục bánh vít 20 qua cặp bánh 14 tới truyền bánh 66 m = Phơng trình xích động: vòng tc 60 42 42 95 (IX)(li hợp C2 đóng)(XI) Zn 25 (XI)(C3 më,C4 60 42 28 56 95 50 36 28 ®ãng) ugb (XIV) (C5 më) 28 (XVII) 27 20 40 14 .m.Z = Sd mm 56 20 28 20 37 66 TiÖn trơn chạy dao ngang: Đờng truyền giống chạy dao dọc theo nửa bên phải xe dao tới vít me ngang có tx = mm Phơng trình xích động: vßng tc 60 42 42 95 (IX)(li hợp C2 đóng)(XI) Zn 25 (XI)(C3 mở,C4 60 42 28 56 95 50 ®ãng) ugb (XIV) (C5 më) 28 56 36 (XVII) 27 20 20 28 28 40 60 61 20 37 61 20 = Sn mm XÝch ch¹y dao nhanh: Xích nối từ động chạy dao nhanh lắp thành thân máy dới ụ động có công suất Nđc = Kw n = 1410 vòng/phút CTM8-K45 ĐHBK đồ án máy công cụ ********************* Động quay trun qua bé trun ®ai cã tØ sè trun uđ = tới trục tiện trơn XV Để tránh gÃy trục trơn động truyền tới (chuyển động làm việc chuyển động chạy nhanh dao tiện),ngời ta lắp thêm cấu hợp thành dạng ly hợp siêu việt Một số cấu đặc biệt : + Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh động truyền tới cấu chấp hành trục trơn hai đờng truyèen khác Nên ly hợp siêu việt truyền động làm xoắn gẫy trục Cơ cấu ly hợp siêu việtđợc dùng trờng hợp máy chạy dao nhanh đảo chiều quay trục + Cơ cấu đai ốc mở đôi : vít me truyền động cho má ®ai èc më ®«i tíi hép xe dao Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với má trợt theo rÃnh ăn khớp với vít me + Cơ cấu an toàn hộp chạy dao nhằm đảm bảo làm việc tải , đợc đặt xích chạy dao (tiện trơn)nó tự ngắt truyền động kh máy tải II/ Phơng án không gian phơng án thứ tự máy : Từ sơ đồ động máy ta thấy rằng:Xích tốc độ đợc chia thành đờng truyền: đờng truyền tốc độ thấp đờng truyền tốc độ cao Phơng án không gian máy là: Z1 = x x x = 24 tèc ®é Z2 = x x = tèc ®é Số tốc độ đủ : Z = Z1 + Z2 = 24 + = 30 tèc ®é Phơng án thứ tự Z1 là: Z1đủ = 2[1] x 3[2] x 2[6] x 2[12] ®ã nhãm trun 2[12] cã 12 = 1,2612 = 16 > ta khắc phục cách thu hẹp lợng mở nh sau: Z1thu hÑp = 2[1] x 3[2] x 2[6] x 2[6] số tốc độ bị trùng thu hẹp lợng mở : Zt = 12 = tốc độ trùng Để bù lại số tốc độ đà bị trùng ,ngời ta sử dụng thêm đờng truyÒn thø : Z2 = 2[1] x 3[2] Nh vậy, cách tách thành đờng truyền đồng thời thu hẹp lợng mở ngời ta đà giải vấn đề lợng mở lớn (Xmax > ) Ta cã líi kÕt cÊu cđa ®êng truyÒn nh sau: I II 2[1] 2[1] 3[2] 3[2] 2[6] 1[0] III IV 2[6] V Từ sơ đồ động ta biết đợc số mô đun bánh nh ta thiết lập lại đồ thị lới vòng quay thực tế hộp tốc độ CTM8-K45 ĐHBK đồ án máy công cụ ********************* III/ Đồ thị số vòng quay thực tế máy 1K62 : Tính trị số : Ta cã : nmin = 12,5 vßng/phót nmax = 2000 vòng/phút Z = 23 Tính công bội theo công thøc = z n max n = Z 2000 = 1,26 12,5 Ta cã c¸c tØ sỉ trun nh sau : TT 10 11 xi = lnii/lnf Nèi gi÷a trơc Z1 Z2 ii = Z1/Z2 §é lƯch I-II 51 39 1.308 1.163 0.268 I-II 56 34 1.647 2.164 0.499 II-III 21 55 0.382 -4.175 -0.963 II-III 29 47 0.617 -2.094 -0.483 II-III 38 38 1.000 0 III-IV 22 88 0.250 -6.012 -1.386 III-IV 45 45 1.000 0 IV-V 22 88 0.250 -6.012 -1.386 IV-V 45 45 1.000 0 III-V 27 54 0.500 -3.006 -0.693 V-VI 65 43 1.512 1.792 0.413 Vẽ đồ thị vòng quay i1 i3 i2 i4 i5 i6 i7 i9 i8 i11 i10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 Kết luận : Công thức động học cuả máy 1K62 PAKG chạy vòng 2x3x2x2x1= z1 PAKG chạy tắt2x3x1= z2 Sè tèc ®é ®đ : z= z1+ z2 = 24+6 =30 Phơng án thứ tự z1 = 1 2 6 12 Trong nhóm truyền 12 có 12=1,2612=16>8 không thoả mÃn điều kiện max CTM8-K45 ĐHBK đồ án máy công cụ ********************* Nên phải tạo tợng trùng tốc độ nh sau : Z1 thu hÑp = 1 2 6 6 Sè tèc ®é trïng zx = 12- =6 đợc bù lại đờng truyền thứ hai có phơng án không gian PAKG: 2x3 PATT : 1 2 0 vận tốc khoảnh 630 vòng/phút hai tốc độ n 18 n19 máy có 23 tốc độ Các tốc độ thực tế không nh đà thiết kế mà nhỏ lợng nhiên ta chấp nhận đợc sai số ®ã IV/ Bµn xe dao: Bµn xe dao sư dơng truyền bánh răng-thanh cho việc chạy dao dọc,sử dụng truyền vít me-đai ốc cho việc chạy dao ngang Để chạy dao nhanh có thêm 1động phơ 1KW , n = 1410 vßng/phót qua bé trun đai để vào trục trơn dùng cấu hợp thành ly hợp siêu việt Chơng II Thiết kế máy A.TíNH hộp tốc độ I/ thiết lập chuỗi số vßng quay z=23 , nmin = 12,5 vßng/phót , nmax = 2000 vòng/phút Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân Công bội = z n max n Ta cã = z-1 2000/12,5 = 1,259 CTM8-K45 ĐHBK đồ án máy công ********************* LÊy theo tiªu chn = 1,26 n1 = nmin = 12,5 vg/ph n2 = n1 n3 = n2 = n1 2 n23 = n22 = n1 22 C«ng thøc tÝnh téc độ cắt V= dn m/ph 1000 Trong d- Đờng kính chi tiết gia công (mm) n- Số vòng quay trục (vg/ph) Tính số hạng chuỗi số n Phạm vi điều chỉnh Rn = n max = 2000 12,5 =160 C«ng béi = 1,26 Sè cấp tốc độ z = 23 Trị số vòng quay sở thành lập từ số vòng quay n1 = 12,5 vg/ph nz = n1 z-1 Lần lợt thay z = 123 vào ta có bảng sau: Tốc độ Công thức tính CTM8-K45 ĐHBK n tính n tiªu chuÈn 10