Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng với số cấp tốc độ zn

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Máy tự động hoá Lời nói đầu T rong nghiệp công nghiệp hoá đại hoá đất nớc Đảng ta đà xác định mục tiêu hàng đầu, đặc biệt nghành khí phải đủ sức ®¸p øng sù ph¸t triĨn cđa khoa häc kü tht, nghành chế tạo máy chiếm vị trí quan trọng sản xuất chi tiết máy máy khác nghĩa chế tạo t liệu sản xuất để khí hoá tự động hoá kinh tế quốc dân Máy công cụ có nhiều loại nh: Tiện, Phay, Bào máy vạn năng, chuyên dùng, tự động bán tự động, sản phẩm khí đa dạng phong phú, cần có máy vạn để đảm nhận thiếu nhà máy khí Sau đợc trang bị kiến thức bản, đợc giúp đỡ thầy cô trờng, đặc biệt hớng dẫn trực tiếp thầy giáo Hoàng Vị với đề tài: Thiết kế máy tiện ren vít vạn với số cấp tốc độ Zn=22, H=200 Với cố gắng thân, nhng lần thiết kế kiến thức hạn chế không tránh khỏi sai sót Em mong đón nhận góp ý thầy cô Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2002 Sinh viên thực Nguyễn Thành Trung tài liệu tham khảo I- Thiết kế máy cắt kim loại Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Trang Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Máy tự động hoá - Tác giả Mai Trọng Nhân - Phạm Đắp II- Thiết kế dụng cụ cắt kim - Tác giả Trịnh Khắc Nghiêm III- Thiết kế chi tiết máy - Tác giả Nguyễn Trọng Hiệp IV- Thiết kế hệ dẫn động khí - Tác giả Trịnh Chất - Lê Văn Uyển V- Tập vẽ máy cắt kim loại Mục lục Phần I: ThiÕt kÕ cÊu tróc ®éng häc I Tạo hình bề mặt II C¸c nhãm ®éng häc Phần II: Đặc trng kỹ thuật máy 12 I Đặc trng công nghệ 12 II §Ỉc trng kÝch thíc 12 III Đặc trng động học 13 PhÇn III: ThiÕt kế động học máy 17 A.hép tèc ®é 17 i.Chọn phơng án bố trÝ truyÒn dÉn 17 II.TÝnh toán động học bánh 27 B.Hép ch¹y dao .36 I Nh÷ng lùa chän chung .36 II ThiÕt kÕ hép ch¹y dao .37 III ThiÕt kÕ c¸c nhãm trun 40 Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Trang Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Máy tự ®éng ho¸ C ThiÕt kÕ hép xe dao 49 PhÇn IV: Thiết kế động lực học máy .52 I Xác định chế độ làm việc máy 52 II Tính công suất động điện 54 Phần V: Thiết kế chi tiết máy 64 I ThiÕt kÕ bé trun ®ai .64 II.Thiết kế ly hợp ma sát đĩa 67 III.Thiết kế bánh 68 IV.TÝnh trôc chÝnh vµ ỉ trơc chÝnh .69 V.TÝnh trơc III cđa hép tèc ®é 80 VI.TÝnh bé trun bé b¸nh hộp chạy dao 86 VII.Thiết kế bé trun vÝt me ®ai èc 87 VIII.Thiết kế cấu an toàn phòng t¶i 91 IX.ThiÕt kÕ bé trun bánh .92 Phần VI: Thiết kế hệ thống bôi trơn làm nguội 93 I Hệ thống bôi trơn 93 II HƯ thèng lµm nguéi 97 Phần VII: Hớng dẫn sử dụng điều chỉnh 99 Nhận xét giáo viên hớng dẫn : Phần i thiết kế cấu trúc động học Máy tiện ren vít vạn đợc sử dụng rộng rÃi nhà máy khí, phù hợp với loại hình sản xuất gia công đợc loại Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Trang Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Máy tự động hoá hình bề mặt tròn xoay, mặt định hình, khoan, khoét doa đạt độ xác cao, độ bóng đạt 7, có cấu đặc biệt đạt độ bóng chủ yếu tiện trơn, tiện ren loại, ren đầu mối, tiện đợc bề mặt côn Sản phẩm khí máy tiện chiếm tới 40% sản phẩm khí, ngày không ngừng đợc cải tiến để phï hỵp víi tiÕn bé khoa häc kü tht I - tạo hình bề mặt Sơ đồ gia công điển hình Tạo hình bề mặt Q Là chuyển động cần thiết để vẽ đờng sinh công nghệ dịch chuyển theo đờng chuẩn - Chuyển động quay tròn trục T1 mang phôi Q - Chuyển động tịnh tiến bàn dao T1 Nh chuyển động tạo hình v gồm thành phần: v(Q, T1) + Chuyển động tạo hình đờng sinh quỹ đạo điểm lỡi cắt vạch tiết gia công, đờng (2) chuyển động quay chi tiết + Chuyển động tạo hình đờng chuẩn: Đợc hình thành chuyển động chạy dao dọc theo trục chi tiết bàn dao tạo nên, đờng (1) Các chuyển động cần thiết Chuyển động tạo hình chuyển động cần thiết để vẽ đờng sinh công nghệ dịch chuyển theo đờng chuẩn + Đối với tiện trục trơn: Chi tiết quay với tốc độ trục tạo chuyển động cắt chính, dao tịnh tiến dọc theo đờng tâm máy tạo tốc độ chạy dao Nh chuyển động tạo hình v gồm thành phần Q1 T1 Q1 t T2 Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Trang Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Máy tự động hoá + Đối với tiện ren: Ren đợc hình thánh cách cho prôfin ren chuyển động theo đờng xoắn vít - Chuyển động tạo thành đờng sinh: chuyển động chép lại prôfin lỡi cắt dao tiện - Chuyển động tạo thành đờng chuẩn : đờng xoắn vít đợc tạo thành phơng pháp vết để tạo bề mặt ren Khi phôi quay vòng bàn dao dịch chuyển lợng t hay bớc xoắn T với ren nhiều đầu môi Với cấu trúc máy : C:1:2 Trong đó: C cấu trúc phức tạp máy có nhóm tạo hình máy có nhóm tạo hình gồm chuyển động thành phần Q1, T2 II nhóm động học máy Nhóm chuyển động tạo hình Là chuyển động cần thiết để tạo đờng sinh công nghệ dịch chuyển theo đờng chuẩn Số lợng chuyển động tạo hình là: N = NS + NC - NT Với NS số lợng thành phần tạo nên đờng sinh, chuyển động tịnh tiến dao - NC số lợng thành phần tạo hình đờng chuẩn, với máy chuyển động quay phôi - NT số chuyển động trùngvới máy tiện ren vít vạn NT = Vậy N =1 + = 2; gồm thành phần v(Q1, T1) Phân tích chuyển động tạo hình máy chuyển động xoắn xích liên kết động học Ta có phơg trình điều chỉnh: + Xích tốc độ: nđcơ i12.iv.i34 = ntc iv = CV nct Trong đó: nđcơ - tốc độ động ntc tốc độ trục CV hệ số đợc tÝnh theo c«ng thøc CV = ndc i12 i34 Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Trang Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Máy tự động hoá Vậy iv = ndc i12 i34 ntc + Xích tạo hình: vòng trơc chÝnh i45 iS i67.tvmdäc = + XÝch ch¹y dao ngang: vßng trơc chÝnh i45 iS i67.tvmngang = Sn Nhóm chuyển động cắt gọt Là chuyển động cần thiết để thực trình cắt gọt, máy chuyển động cắt trùng với chuyển động tạo hình, điều làm cho kết cấu máy đơn giản xong hạ thấp suất Các chuyển động khác - Chuyển động phân độ: chuyển động cần cắt bề mặt không liên tục - Chuyển động phụ: chuyển động không tham gia vào trình cắt gọt nh chuyển động chạy dao nhanh động riêng Để thực chuyển động máy đợc thiết kế tay quay, vô lăng tay gạt M Q1 tvm2 T2 is tvm1 m, Z Nh vậy: Để thoả mÃn chế độ cắt hợp lý ta sử dụng hộp tốc độ nhằm tạo nhiều tốc độ khác cho trục Để thoả mÃn chuyển động chạy dao với nhiều bớc tiến khác ta sử dụng hộp chạy dao cấu truyền chuyển động từ trục đến trục vít me trục trơn - Để biến chuyển động quay vít me trục trơn thành chuyển động tịnh tiến bàn dao ta sử dụng hộp xe dao - Để thực chạy dao dọc tiện trơn ta sử dụng truyền bánh Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Trang Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Máy tự động hoá - Khi cắt ren ta sư dơng bé trun vÝt me ®ai èc - Để truyền chuyển động từ động đến hộp tốc độ ta dùng truyền đai khoảng cách lớn, đảm bảo an toàn tải, không làm phá huỷ máy Thành lập nhóm động học phơng pháp nối động Máy tiện ren vít vạn liên kết tạo nhóm động học thực chuyển động chấp hành xác định Tên nhóm mang tên chuyển động chấp hành mà thực hiện, máy tiện ren vít vạn có nhóm tạo hình đờng sinh đờng chuẩn, hai nhóm có cấu chấp hành phôi quay thực song song chuyển động Q Q2 Với máy tiện ren vít vạn t n =22 ta chọn nhóm tạo hình đơn giản S11 S22 Liên kết trong: Có nhiệm vụ nối khâu chấp hành với đảm bảo chuyển động theo quĩ đạo đà cho thân nguồn chuyển động chuyển động đợc Đầu xích phôi quay Q1 đợc Z p vòng chuyển động bàn máy dịch chuyển lợng Z d (mm) + Phơng trình cân động học 1 Z p p i = Z d x x Trong đó: px tỷ số truyền cố định xích bao hình + Công thức điều chỉnh Zp Zp ; cx = p x = const ix = p x Z d = cx Z d Liên kết có nhiệm vụ nối khâu chấp hành với nguồn chuyển động đảm bảo thực thông số gốc, hớng tốc độ hành trình đà cho, đảm bảo điều kiện nđcơ phôi quay nph + Phơng trình cân động học: nđcơ pv.iv = nph Trong pv tỷ số truyền cố định xích tốc độ Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Trang Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Máy tự động hoá n ph + Công thức điều chỉnh iv = ndc o = cv.nph cv = ndc o p v = const + Nhóm tạo hình đờng chuẩn Phôi quay vòng dao tịnh tiến bớc xoắn vít T + Phơng trình cân T t vm i p i x y y =1 i x t vm + Công thức điều chỉnh iy = T p y Phơng pháp nối liên kết hình học, liên kết theo mẫu, liên kết nhờ phận khí (bộ truyền khí) liên kết nhờ máy tính hệ thống điều khiển Các phơng trình điều chỉnh công thức điều chỉnh + Xích tốc độ M- 1- 2- iv – – trôc chÝnh Phơng trình cân động học nđ/cơ i12 iv.i34 = ntc iv = cv.ntc cv = nd /co i12 i34 XÝch ch¹y dao tiƯn ren Trơc chÝnh – – – is.6 –  vÝt me däc Phơng trình 1vòng T/chính t(mm) bàn dao x i45.isi67 t i s = cs t doc vm doc cs = i45 i67 t vm =t (t.mm) Xích tiện trơn Lợng di động tính toán: T/c – 4- 5- is – – – Bánh Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Trang Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Máy tự động hoá vòng t/c Sd (mm) bàn dao x i45.is.i68.mZ = Sdäc is = c ' s ' s sd = 1.i45 i68 π m.Z c XÝch chạy dao ngang Trục vít me ngang Phơng tr×nh x i45.isi69 t is = c c } } } {¿ ¿ s ¿ v s ng vm = sn sn ng = 1.i45 i69 tvm Trêng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Trang Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Máy tự động hoá Phần ii Xác định đặc trng kỹ thuật máy thiết kế I - Đặc trng công nghệ Máy tiện ren vít vạn gia công đợc bề mặt tròn xoay ngoài, mặt côn, mặt đầu, cắt đứt bề mặt định hình loại ren tiêu chuẩn Nếu có thêm đồ gá thích hợp mở rộng khả gia công máy tiện, khoan, doa, tiện ren Các loại phôi gia công đợc máy phôi đúc, rèn, cán, phôi thanh, phôi ống, cặp mâm cặp chấu, chấu, chống tâm không chống tâm Nguyên công đặc trng mang tải cao cho máy tiện trụ ta tiến hành tính toán đặc trng kỹ thuật cho tiện trục trơn Theo bảng 2[I] đạt độ xác độ bóng nh sau: - Tiện thô: đạt xác cấp 11 độ bóng RZ 320 RZ 160 - Tiện bán tinh đạt xác cấp độ bóng RZ 80 RZ 40 - Tiện tinh đạt cấp độ bóng Ra 35 Ra 25 Vật liệu phôi gia công máy thép kết cấu cã Tb = 75KG/mm2 VËt liƯu dao lµ thÐp giã hợp kim cứng Máy thích hợp cho loại hình sản xuất nhỏ đơn chủ yếu phục vụ cho sửa chữa thay chế độ tải trọng thay đổi theo quy luật thống kê II - Đặc trng kích thớc máy - Chiều cao tâm máy H =200 (mm) Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên