Ý nghĩa thực tiễn: Trang 4 CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ ĐỘ CỨNG VỮNG CỦA HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ1.1 Biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệHệ thống công nghệ bao gồm: Máy - dao - đồ gá chi tiết gia
Biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ
Ảnh hưởng do biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ MGDC
Hệ thống công nghệ MGDC (Máy, đồ gá, dao, chi tiết gia công) không hoàn toàn cứng vững mà sẽ bị biến dạng đàn hồi và biến dạng tiếp xúc khi chịu lực Trong quá trình cắt gọt, các biến dạng này dẫn đến sai số kích thước và hình dạng của chi tiết gia công Lực cắt tác động lên chi tiết gia công và được truyền qua đồ gá đến bàn máy và thân máy, đồng thời cũng tác động lên dao cắt và truyền qua cán dao đến thân máy Mọi chi tiết của cơ cấu máy, đồ gá, dụng cụ hoặc chi tiết gia công đều chịu biến dạng khi có lực cắt, và vị trí biến dạng có thể khác nhau nhưng đều ảnh hưởng đến vị trí tương đối của dao cắt so với bề mặt gia công đã được điều chỉnh, gây ra sai số trong quá trình gia công.
Khi cắt, lực cắt trên hệ thống công nghệ MGDC gây ra sự chuyển vị giữa dao và chi tiết gia công, được gọi là lượng chuyển vị Lượng chuyển vị này có thể phân tích thành ba thành phần theo các trục tọa độ x, y và z Trong đó, chuyển vị y ảnh hưởng nhiều nhất đến kích thước gia công vì nó theo phương pháp tuyến của bề mặt, trong khi chuyển vị x ít ảnh hưởng hơn đến kích thước gia công.
Ví dụ::Khi tiện (sơ đồ hình 1 - 1 ).
Khi dao tiện thực hiện quá trình gia công, bán kính của chi tiết sẽ tăng lên một lượng Δ, từ R đến R + Δ, với đường tròn nét đậm biểu thị kích thước mới và đường tròn nét đứt thể hiện kích thước ban đầu.
Vì z là rất nhỏ so với R nên z 2
là đại lượng nhỏ không đáng kể Do đó tính gần đúng ta có:
Khi sử dụng dao nhiều lưỡi hoặc dao định hình như tiện, phay, bào, cả ba yếu tố chuyển vị x, y, z đều ảnh hưởng đến độ chính xác gia công Do đó, cần thực hiện phân tích cụ thể để đảm bảo hiệu quả trong quá trình gia công.
Hình 1.1 minh họa ảnh hưởng của lượng chuyển vị (Δ) đến kích thước gia công trong quá trình tiện Từ góc độ cơ học, việc tính toán sự biến dạng của hệ thống công nghệ MGDC là một thách thức phức tạp, vì đây không chỉ đơn thuần là biến dạng vật liệu.
(1.1) nhau Vì vậy cần phải xác định ảnh hưởng tổng hợp của chúng đối với vị trí tương quan giữa chi tiết gia công và dao.
Để xác định ảnh hưởng của phân lực cắt lên hệ thống công nghệ MGDC, cần áp dụng phương pháp thực nghiệm Phân lực cắt được chia thành ba thành phần chính: Px, Py và Pz Sau đó, tiến hành đo biến dạng của hệ thống theo ba hướng x, y và z.
Độ cứng vững của hệ thống công nghệ MGDC được định nghĩa là khả năng của nó trong việc chống lại sự biến dạng khi có ngoại lực tác động Biến dạng y có mối quan hệ chặt chẽ với lực tác dụng và độ cứng vững của hệ thống.
Lượng chuyển vị y của dao trong quá trình gia công được xác định bởi tổng hợp các chuyển vị của các chi tiết và bộ phận chịu lực trong hệ thống.
Trong đó: yi - lượng chuyển vị của chi tiết hay bộ phận thứ i theo hướng pháp tuyến.
Ji - độ cứng vững của chi tiết hay bộ phận thứ i.
Nhưng theo định nghĩa thì y P y
= J là độ mềm dẻo, ta sẽ có định nghĩa về độ mềm dẻo như sau:
"Độ mềm dẻo của hệ thống công nghệ là khả năng biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ dưới tác dụng của ngoại lực".
Lúc này ta sẽ có:
Thông thường độ cứng vững của hệ thống công nghệ có thể viết dưới dạng:
Quan hệ giữa lượng chuyển vị y của hệ thống công nghệ và ngoại lực tác dụng thường không tuân theo quy luật đường thẳng mà là đường cong Do đó, cần hiểu khái niệm về độ cứng vững thực tại một điểm và độ cứng vững trung bình trong một khoảng nhất định Nếu điểm A đại diện cho trị số của ngoại lực tác dụng lên hệ thống công nghệ (AN) và gây ra biến dạng ON, thì động cứng vững trung bình sẽ được xác định là tb.
= Hình 1.2 Quan hệ giữa lượng chuyển vị y và ngoại lực P y
Còn độ cứng vững thực ở điểm A1 sẽ được đặc trưng bởi tg1, trong đó 1, là góc kẹp giữa tiếp tuyến với đường cong tại A1 và trục hoành.
Quan hệ giữa Py và y khi thay đổi ngoại lực Py không đồng nhất do sự ảnh hưởng của biến dạng đàn hồi, biến dạng tiếp xúc và ma sát tại các bề mặt tiếp xúc Để phân tích độ cứng vững của hệ thống công nghệ và tác động của nó đến độ chính xác gia công, người ta thường sử dụng trị số trung bình Jtb.
Độ cứng vững của hệ thống công nghệ
Độ cứng vững của hệ thống công nghệ là khả năng chống lại biến dạng khi có ngoại lực tác động Để đo lường độ cứng vững này, chúng ta sử dụng một mối liên hệ định lượng cụ thể.
(1.11) Ở đây J - Độ cứng vững (KN/m hoặc KG/mm)
Lực tác dụng theo phương kính của bề mặt gia công (KN hoặc KG) ảnh hưởng đến lượng dịch chuyển của mũi dao theo phương tác dụng của lực (mm) Độ cứng vững của hệ thống công nghệ có thể được biểu diễn thông qua số gia.
J = y P y (1.12) cho thấy rằng Py và y là các đại lượng liên quan đến lực tác dụng và lượng dịch chuyển, có cùng đơn vị đo như trong công thức (1.1) Khái niệm độ mềm dẻo, hay khả năng biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ dưới tác động của ngoại lực, thường được sử dụng để biểu diễn giá trị đảo ngược của độ cứng vững Độ mềm dẻo của hệ thống công nghệ được xác định qua mối quan hệ này.
- độ mềm dẻo (m/KN hoặc mm/KG)
Py - lực tác dụng (KN hoặc KG)
Trong ba thành phần lực cắt:
Thì Py(lực hướng kính) có ảnh hưởng lớn nhất đến lượng biến dạng đàn hồi
Vì vậy, để đơn giản khi tính toán ta chỉ cần giới hạn lực Py
Nghiên cứu ảnh hưởng của lực Pz đến độ chính xác gia công cho thấy rằng ảnh hưởng này không đáng kể Giả sử trong quá trình tiện chi tiết dạng trục, dao sẽ bị biến dạng theo phương tiếp tuyến với một lượng Δz (như minh họa trong hình 1).
Hình 1.3 Ảnh hưởng biến dạng của dao theo phương tiếp tuyến đến bán kính của chi tiết gia công.
Từ tam giác ABC có thể xác định lượng tăng bán kính y do biến dạng của dao z theo phương pháp tiếp tuyến.
Từ tam giác vuông OAC ta có: tg = 2 D z (1.15)
2 = 2 ( D z ) 2 (1.16) Ở đây: D là đường kính của chi tiết gia công (mm)
Biến dạng đàn hồi của dao không có giá trị lớn, dẫn đến sự thay đổi bán kính y của chi tiết gia công rất nhỏ Hơn nữa, ảnh hưởng của thành phần lực Px (lực dọc trục chi tiết) đến biến dạng của hệ thống công nghệ theo phương kính còn nhỏ hơn nhiều.
Ảnh hưởng của độ cứng vững hệ thống công nghệ
Để hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của độ cứng vững hệ thống công nghệ MGDC đến độ chính xác gia công, cần khảo sát quá trình tiện một trục trơn gá trên hai mũi tâm của máy tiện Vị trí tương đối giữa chi tiết gia công và dao phụ thuộc vào vị trí của ụ trước, ụ sau và bàn dao Do đó, việc khảo sát chuyển vị của từng bộ phận sẽ giúp tổng hợp chuyển vị của toàn hệ thống công nghệ, từ đó xác định sai số gia công.
Hình 1.4 Sơ đồ tiện trục trơn gá trên hai mũi tâm của máy tiện
Sai số do chuyển vị của hai mũi tâm gây ra ảnh hưởng đến quá trình cắt Tại vị trí dao cắt cách mũi tâm một khoảng x, lực cắt pháp tuyến tại điểm cắt là Py Sự kém cứng vững của mũi tâm sau dẫn đến sự dịch chuyển từ B đến B'.
Khi mũi tâm dịch chuyển từ A đến A' (AA' = y tr), đường tâm của chi tiết gia công có độ cứng vững tuyệt đối sẽ dịch chuyển từ AB đến A'B' dưới tác động của lực cắt Gọi L là chiều dài của trục cần gia công; lúc này, lực tác dụng lên mũi tâm được xác định.
Lực tác dụng lên mũi tâm trước là: tr y
Lượng chuyển vị (theo phương tác dụng của lực P y ) của mũi tâm sau là: ys s y s s
Lượng chuyển vị của mũi tâm trước theo phương của lực tác dụng Py là:
Vị trí tương đối của mũi dao so với tâm quay của chi tiết sẽ xê dịch đi một khoảng từ C đến C'
Nếu không tính đến biến dạng của chi tiết gia công, đại lượng CC' chính là sự gia tăng bán kính Ar 1 tại mặt cắt đó Điều này có nghĩa rằng CC' là một thành phần quan trọng của chi tiết gia công và có thể được diễn đạt dưới dạng khác.
Khi x thay đổi trong quá trình cắt chi tiết, lượng tăng bán kính r1 và x tạo thành một đường cong parabol Lượng tăng bán kính của chi tiết gia công r1 có giá trị cực tiểu (r1min), và vị trí của nó dọc theo đường tâm chi tiết gia công có thể xác định thông qua việc vi phân phương trình đã cho với các điều kiện thích hợp.
Hình 1.5 Quan hệ giữa lượng tăng bán kính r1và x
Từ đó ta có thể xác định được giá trị của x khi r1min là:
Độ cứng vững của hai mũi tâm ảnh hưởng đáng kể đến sai số kích thước và hình dáng của trục, dẫn đến việc trục tiện có dạng lõm ở giữa và hai đầu loe to ra Khi Js < Jtr, điều này thường gặp ở máy tiện, đầu trục phía mũi tâm sau sẽ có đường kính lớn nhất, với lượng tăng bán kính so với kích thước điều chỉnh.
Lúc này chênh lệch giữa đường kính lớn nhất và nhỏ nhất của chi tiết sau khi gia công sẽ là:
Sai số trong gia công do biến dạng của chi tiết là một yếu tố quan trọng cần xem xét Trong nghiên cứu trước, chúng ta chỉ tập trung vào ảnh hưởng của độ cứng vững của hai mũi tâm đến độ chính xác kích thước và hình dạng của chi tiết gia công, mà chưa đề cập đến độ cứng vững của chính chi tiết gia công (Jc) và ảnh hưởng của nó đến độ chính xác Khi chi tiết gia công chịu lực cắt, nó sẽ bị biến dạng, dẫn đến hiện tượng võng tại điểm tác dụng lực Độ võng này, được biểu thị bằng lượng tăng bán kính r2, là một thành phần của sai số gia công Lượng biến dạng này hoàn toàn có thể được xác định thông qua các bài toán cơ bản về biến dạng đàn hồi trong cơ học vật rắn.
Trường hợp chi tiết gá trên hai mũi tâm thì
E - Mô đun đàn hồi của vật liệu chi tiết gia công.
I - Mô men quán tính của mặt cắt chi tiết gia công.
Khi vị trí của dao ở chính giữa chiều dài của chi tiết gia công x = L/2) thì r2 là lớn nhất Ta có:
Cộng hai sai số r1 và r 2tính theo các phương trình (*) và (**) ta sẽ được lượng tăng tổng cộng của bán kính gia công
= + = + + với những sai số r = r 1+ r 2 = Py 2 2 2 2 2
Sai số r1 và r2 trong quá trình gia công không chỉ làm thay đổi kích thước mà còn ảnh hưởng đến hình dáng của chi tiết Điều này đặc biệt rõ ràng khi chi tiết gia công có hình dạng như hình 3 - 7.
Sự biến đổi kích thước và hình dáng của chi tiết trục khi tiện được thể hiện qua các đường biểu diễn Đường 1 minh họa sự biến đổi bán kính chi tiết gia công là r1, trong khi đường 2 thể hiện r2 Kết hợp đường 1 và 2 cho thấy hình dạng và kích thước của chi tiết có sai số là r1 và r2.
Khi gia công những chi tiết ngắn có L d < 5 phôi chỉ cần gá trên mâm cặp ba chấu như hình 1.7
Hình 1.7 Sơ đồ gá khi gia công chi tiết ngắn ( L d 10 ngoài việc gá đặt như sơ đồ 1.8 còn phải đỡ thêm luy nét.
Nếu là luy nét cố định đặt tại điểm D (hình 1 ) thì lượng chuyển vị cực đại 9 của phôi theo phương P y được xác định bằng công thức:
Hình 1.8 Sơ đồ gá có chống mũi tâm sau
Lượng chuyển vị ymaxnày xuất hiện tại vị trí x 0,2343
L= và độ cứng vững của phôi là:
- Sai số do biến dạng của dao cắt và ụ gá dao.
Dao cắt và ụ gá dao khi chịu tác dụng của ngoại lực cũng bị biến dạng đàn hồi và làm cho bán kính chi tiết tăng lên một lượng r3
Độ cứng vững của dao cắt và ụ gá dao đóng vai trò quan trọng trong quá trình cắt Để đảm bảo cắt hết chiều dài chi tiết, ụ gá dao cần di chuyển dọc theo trục của chi tiết, tức là theo sống trượt của băng máy Khi chế độ cắt được giữ cố định, Pyluôn luôn là hằng số, dẫn đến việc r3 cũng trở thành hằng số.
Hình 1.9 minh họa sơ đồ tính ymax khi gá đặt chi tiết dài (L d >10) với độ cứng vững kém và có đỡ luy nét Điều này cho thấy rằng sai số r3 có thể ảnh hưởng đến kích thước đường kính của chi tiết gia công mà không làm sai lệch hình dáng của nó Do đó, việc cắt thử, đo lường và điều chỉnh chiều sâu cắt có thể hoàn toàn khắc phục sai số r3.
Từ phân tích cho thấy rằng các bộ phận của hệ thống công nghệ MGDC có độ cứng vững kém, dẫn đến biến dạng khi chịu tác động của ngoại lực và gây ra sai số gia công Sai số này tỷ lệ nghịch với độ cứng vững của hệ thống Để giảm thiểu sai số gia công, cần nâng cao độ cứng vững của hệ thống công nghệ bằng cách lựa chọn kết cấu hợp lý trong thiết kế máy, gá, dao Ngoài ra, khi gia công các chi tiết có độ cứng vững thấp, cần sử dụng các phương pháp hỗ trợ như đỡ thêm luy nét Để ước lượng độ chính xác gia công trên máy tiện, có thể tham khảo các giá trị trung bình trong bảng 1.
Bảng 1 Độ cứng vững và độ mềm dẻo của các loại máy tiện Độ cứng vững Độ mềm dẻo
Chiều cao tâm máy so với bàn máy (mm)
200 250 300 400 500 Độ cứng vững của máy Jm kG/mm kN/m;
50.000 Độ mềm dẻo của máy m
0,02 Độ cứng vững trung bình các bộ phận Jbp kG/mm kN/n;
100.000 Độ mềm dẻo trung bình các bộ phận bp
Chú thích: Nếu là máy mới có thể lấy trị số cứng vững lớn hơn trong bảng
Trong quá trình gia công, lực cắt là yếu tố chính gây ra biến dạng và sai số gia công Khi lực cắt ổn định, sai số gia công giữa các chi tiết sẽ đồng nhất Tuy nhiên, trong thực tế, lực cắt thường thay đổi do tình trạng của lưỡi cắt (dao cùn), sự không đồng đều trong lượng dư (do sai số hình dạng của phôi), và tính chất cơ lý không đồng nhất của phôi (như độ cứng khác nhau) Điều này dẫn đến sai số gia công khác nhau cho từng chi tiết trong một loạt phôi.
Biến dạng tiếp xúc và biến dạng của bản thân chi tiết
Lượng biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ phụ thuộc vào biến dạng của các chi tiết và biến dạng tiếp xúc giữa các bề mặt lắp ghép.
Biến dạng của bản thân chi tiết, bao gồm biến dạng kéo, nén, uốn, xoắn hoặc sự kết hợp của các loại biến dạng này, được tính toán dựa trên các công thức của sức bền vật liệu hoặc theo lý thuyết đàn hồi.
Khi tiện trục trơn có chống tâm hai đầu, độ võng của chi tiết được tính theo xà đặc trên hai gối đỡ Độ võng y đạt giá trị lớn nhất khi dao nằm ở giữa trục, được xác định theo công thức y = Py 48 EI L 3 Độ võng y tại bất kỳ vị trí nào của chi tiết có thể tính theo công thức y = L x / (L x EI).
L - Chiều dài của chi tiết (mm)
Mô đun quán tính của tiết diện chi tiết được tính theo công thức I = 0,05D^4, trong đó D là đường kính của chi tiết Khoảng cách x được xác định từ mặt đầu bên trái của trục.
Như vậy, khi dao nằm ở giữa trục thì độ cứng vững của trục sẽ là:
Khi dào nằm ở vị trí cách mặt đầu bên trái của chi tiết một khoảng x thì độ cứng vững của chi tiết được tính theo công thức:
− (1.9) Đối với trục trơn được kẹp một đầu (kẹp công xôn) trên mâm cặp thì độ võng lớn nhất được xác định theo công thức:
Như vậy độ cứng vững của chi tiết sẽ là:
Trong trường hợp kẹp một đầu trên mâm cặp và một đầu chống tâm độ vòng y của chi tiết sẽ là: y = 100 P y L EI 3 (1.12)
Và độ cứng vững của chi tiết:
Biến dạng tiếp xúc chịu ảnh hưởng bởi độ nhám bề mặt, sai số hình dáng, tính chất đàn hồi và điều kiện bôi trơn Độ cứng vững tiếp xúc được tính toán dựa trên các yếu tố này, bao gồm cả đặc tính tải trọng của các bề mặt tiếp xúc.
- Độ cứng vững tiếp xúc (N/mm 3 hoặc KG/mm 3 ) q - Áp lực riêng (N/mm 2 hoặc KG/mm 2 ) y - Biến dạng (mm)
Xác định độ cứng vững của hệ thống công nghệ bằng phươ ng pháp tính toán
Để đánh giá độ cứng vững của hệ thống công nghệ, cần xác định lượng chuyển vị tương đối giữa mũi dao và chi tiết gia công khi chịu tác động của lực cắt cố định.
Biến dạng của toàn bộ hệ thống được xác định bởi tổng biến dạng của các khâu thành phần Độ cứng vững của các khâu này có thể được xác định thông qua phương pháp thực nghiệm.
Biến dạng tổng hợp y được tính theo công thức y = y1 + y2 + y3 + + yn, trong đó y1, y2, , yn đại diện cho biến dạng của các khâu thành phần, phản ánh độ mềm dẻo của hệ thống.
Hoặc độ mềm dẻo được viết dưới dạng khác:
= (1.17) Ở đây: J1, J2, J3, , Jn - Độ cứng vững của các khâu thành phần
J - Độ cứng vững của hệ thống
Biến dạng đàn hồi trong hệ thống chế tạo công nghiệp thường không cố định, dẫn đến sai số về kích thước và hình dạng của chi tiết gia công Hiện tượng này có thể quan sát rõ khi thực hiện quá trình tiện trục trơn có chống tâm ở cả hai đầu Cụ thể, lực cắt P y tác động lên ụ sau sẽ gây ra biến dạng đàn hồi y 2 khi dao di chuyển từ ụ sau về ụ trước, trong khi biến dạng đàn hồi ở ụ trước y 1 lại thay đổi theo một đường thẳng khác.
ED Độ võng của đường tâm chi tiết dưới tác dụng của lực P y được biểu diễn bằng đường nét đứt.
Các biến dạng xảy ra ở phía bên kia tính từ đường tâm của chi tiết gia công Dưới tác động của lực P y, mũi dao bị biến dạng về phía bên này so với đường tâm Do đó, tổng thể biến dạng trong hệ thống công nghệ làm cho kích thước đường kính của chi tiết tăng lên so với kích thước điều chỉnh.
Kích thước của chi tiết gia công có sự thay đổi theo chiều dài Cụ thể, tại một vị trí A - A nhất định, đường kính thực dt (A A) của chi tiết gia công
Sơ đồ biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ khi tiện trục trơn được mô tả qua công thức dt -(A A) = dđc + 2 (y1(A-A) + y2 -A) + y(A d -(A A) + yct - (A A) Trong đó, dđc là đường kính điều chỉnh, dt là đường kính thực của chi tiết gia công tại vị trí A-A Các biến dạng tại vị trí A-A bao gồm yt (biến dạng của ụ trước), y2 (biến dạng của ụ sau), y đ (biến dạng của mũi dao) và yct (biến dạng của chi tiết gia công).
Giá trị của đường kính chi tiết tại một vị trí nhất định bị ảnh hưởng bởi tổng biến dạng đàn hồi của tất cả các thành phần trong hệ thống tại điểm đó Để minh họa cho việc tính toán độ cứng vững của hệ thống, chúng ta sẽ xem xét trường hợp khi dao được đặt ở vị trí trung tâm của chi tiết gia công.
Chi tiết gia công được coi là có độ cứng vững tuyệt đối, và sự biến đổi của đường kính chi tiết sẽ bị ảnh hưởng bởi độ đàn hồi của ụ trước, ụ sau và bàn xe dao Các giá trị của biến dạng đàn hồi có thể được tính toán theo công thức ybd bd y.
(1.21) Ở đây: ybd - Biến dạng đàn hồi của bàn xe dao y1 - Biến dạng đàn hồi của bàn ụ trước y2 - Biến dạng đàn hồi của bàn ụ sau
Jbd - Độ cứng vững của bàn xe dao
J1 - Độ cứng vững của ụ trước
J2 - Độ cứng vững của ụ sayu
Py - Thành phần lực hướng kính (Bàn xe dao chịu tác dụng của toàn bộ thành phần lực Py, còn ụ trước và ụ sau chỉ chịu tác dụng của
Tổng biến dạng của ụ trước và ụ sau ở điểm giữa của chi tiết sẽ là: y0 = y1 + y2 =
Như vậy, biến dạng của máy y m được tính như sau: ym =
Ta đưa khái niệm "Độ cứng vững của máy" Jmcó quan hệ với biến dạng của máy ymnhư sau: ym m y
Cân bằng hai phương pháp thực nghiệm ta xác định được độ cứng vững của các khâu thành phần trong hệ thống công nghệ như sau:
Jbd = 100.000 N/mm (10.000 KG/mm) khi đó độ cứng vững của máy Jm:
Nếu dao nằm ở vị trí của ụ sau thì độ cứng vững của máy J m :
Khi dao được đặt cách mặt đầu bên trái của trục gia công 501 33.000 N/mm (3.300 KG/mm), độ cứng vững của máy Jm tại vị trí đó có thể được xác định thông qua một công thức cụ thể.
Jbd - Độ cứng vững của bàn xe dao
J1 - Độ cứng vững của ụ trước
J2 - Độ cứng vững của ụ sau
L - Chiều dài của chi tiết gia công (trục) x - Khoảng cách từ một vị trí nào đó của chi tiết gia công cách mặt đầu bên trái của nó
Trong quá trình gia công, độ cứng vững của các chi tiết được coi là tuyệt đối, điều này có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của sản phẩm Một số bộ phận máy như thân máy, bệ máy, hộp tốc độ và hộp xe dao thường được giả định là có độ cứng vững tuyệt đối và ít tác động đến độ chính xác của chi tiết gia công.
Xác định độ cứng vững bằng ph ươ ng pháp thực nghiệm
Có hai phương pháp chính để xác định độ cứng vững của hệ thống công nghệ thông qua thực nghiệm: phương pháp xác định độ cứng vững tĩnh và phương pháp xác định độ cứng vững động.
Độ cứng vững tĩnh được xác định khi chi tiết được gá trên máy trong trạng thái không làm việc, như thể hiện trong sơ đồ nguyên lý (Hình 1.11) Sơ đồ này minh họa cách xác định độ cứng vững tĩnh của các bộ phận thuộc trục chính máy trong trạng thái tĩnh.
(H.1.11) Sơ đồ xác định độ cứng vững tính
1 - Trục chính; 2 đồ hồ so- Tải trọng P được tăng dần và dùng đồng hồ so 2 để xác định lượng biến dạng đàn hồi của trục chính 1.
Lực P tăng dần từ 0 đến giá trị cực đại, tùy thuộc vào loại và kích thước của máy Khi lực P đạt giá trị cực đại, nó sẽ giảm dần và được sử dụng đồng hồ so 2 để xác định lượng biến dạng tương ứng.
Khi tăng và giảm lực P, đồ thì quan hệ giữa biến dạng y và lực P: y = t(P) được xây dựng như trên hình 1 12
H.1.12 Đồ thị quan hệ giữa biến dạng và lực tác dụng
Hai đường cong biểu thị sự tăng và giảm lực không trùng nhau, cho thấy rằng ngoài biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ, còn tồn tại biến dạng tiếp xúc và ma sát ở các bề mặt lắp ghép.
Tại một điểm trên các đường cong, nếu ta vẽ đường tiếp tuyến, thì tgα (góc giữa đường tiếp tuyến và trục y) biểu thị độ cứng vững của bộ phận máy.
Có thể xây dựng các đường cong biến dạng của chi tiết gia công và bàn xe dao máy tiện khi dao ở vị trí điểm giữa của chi tiết gia công.
Sơ đồ nguyên lý của trường hợp này được trình bày trên hình 1 13
H.1.13 Sơ đồ xác định biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ bằng phương pháp tĩnh
Trục mẫu 1 được gắn trên hai mũi tâm của máy tiện, trong khi lực kế 4 được đặt giữa trục gá 1 và bàn xe dao 5 để điều chỉnh lực theo nhu cầu Đồng hồ so 2 và 3 được sử dụng để đo biến dạng của trục gá 1 và bàn xe dao 5.
Khi xác định lượng biến dạng, chúng ta có thể xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa lượng biến dạng (y) và lực P do lực kế tạo ra Lực cắt, được thay thế bằng lực của lực kế, tác động lên mũi dao, trong khi lượng biến dạng do lực này gây ra được quy ước là giá trị dương Lực ngược chiều tác động vào chi tiết gia công sẽ xảy ra theo hai hướng đối lập: chi tiết di chuyển theo hướng của đồng hồ so 2, trong khi dao và bàn xe dao di chuyển theo hướng của đồng hồ so 3.
Gốc tọa độ dùng để tính toán biến dạng của chi tiết gia công và mũi dao được xác định là hình chiếu của mũi dao lên mặt phẳng vuông góc với trục của chi tiết gia công khi không có lực tác dụng.
Dựa trên lý luận đã nêu, chúng ta xây dựng đặc tính biến dạng của hệ thống công nghệ như trong hình 3.10, với hai nhánh chính: nhánh biến dạng dương (ABC) và nhánh biến dạng âm (A'B'C') Nhánh biến dạng dương được tạo ra bởi việc tăng lực (AB và A'B'), trong khi nhánh biến dạng âm là kết quả của việc giảm lực (BC và B'C') Biến dạng dư, được ký hiệu là Z' và Z'', là hiệu giữa giá trị biến dạng sau khi giảm lực hoàn toàn và giá trị ban đầu Sự khác biệt giữa các giá trị của biến dạng dư sau khi giảm lực hoàn toàn được gọi là sự gián đoạn của đặc tính đàn hồi công nghệ Z.
Khi có khe hở giữa các bề mặt tiếp xúc, sự ép độ nhám bề mặt sẽ dẫn đến hiện tượng trượt một phần trong hệ thống công nghệ Công thức tính lượng trượt Z0 được xác định như sau: Z0 = Z - (Z' + Z'').
Hình 1.14 Đồ thị quan hệ giữa biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghẹ (chi tiết gia công và bàn xe dao và lực tác dụng)
1, 1' - Khi tăng lực; 2 2' Khi giảm lực- y - Biến dạng của chi tiết gia công về phía đồng hồ so 2
-y - biến dạng của dao và bàn xe dao về phía đồng hồ so 3
Lượng dịch chuyển tương đối lớn nhất giữa dao và chi tiết gia công trong trường hợp này là khoảng cách DD'.
2 Xác định độ cứng vững động
Phương pháp xác định độ cứng vững động trong quá trình hoạt động của máy mang lại độ chính xác cao hơn so với phương pháp tĩnh, bởi vì nó xem xét ảnh hưởng của rung động và va đập trong quá trình gia công, điều mà phương pháp tĩnh không thể đánh giá.
Để giảm sai số gia công, độ chính xác được tính toán dựa trên độ cứng vững tĩnh, trong khi độ chính xác gia công cao lại được xác định theo độ cứng vững động Ngoài ra, độ cứng vững tĩnh cũng có thể được sử dụng để kiểm tra độ cứng vững của các máy mới.
Để xác định độ cứng vững động trong gia công với chiều sâu cắt thay đổi, cần thực hiện gia công trục bậc hoặc trục lệch tâm Trong quá trình này, phôi phải có độ cứng vững cao, vượt trội hơn 5-6 lần so với độ cứng vững của máy, nhằm loại trừ ảnh hưởng của máy đến độ chính xác gia công.
Khi dao di chuyển giữa các bậc, chiều sâu cắt và độ biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ sẽ thay đổi, dẫn đến hiện tượng in dập ở các đoạn bậc với giá trị nhỏ hơn.
Các ph ương pháp nâng cao độ cứng vững của hệ thống công nghệ
Nâng cao độ cứng vững của hệ thống công nghệ có thể dùng những biện pháp sau:
Để tối ưu hóa hệ thống công nghệ MGDC, cần thiết lập các kết cấu cứng vững và điều chỉnh kích thước của các thành phần Điều này bao gồm việc giảm chiều dài phần công xôn, tăng đường kính, và nâng cao mô đun đàn hồi E bằng cách sử dụng vật liệu có độ cứng cao hơn Ngoài ra, cần giảm khoảng cách giữa hai gối tựa, đặc biệt là đối với những phần chịu mô men xoắn và uốn.
- Giảm bớt số khâu trong hệ thống công nghệ MGDC để giảm bớt độ mềm dẻo của hệ thống (vì
Nâng cao hiệu suất của sản phẩm bằng cách giảm bớt số lượng chi tiết trong từng bộ phận Thay thế các chi tiết nhỏ, yếu bằng những chi tiết lớn và phức tạp hơn nhưng cứng vững hơn Trong điều kiện công nghệ hiện đại, có thể thực hiện việc đúc liền một số ụ, hộp số với thân máy để tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Để nâng cao chất lượng chế tạo các chi tiết, đặc biệt là các bề mặt tiếp xúc, cần đảm bảo rằng các bề mặt này được gia công phẳng Nếu các bề mặt tiếp xúc không được chế tạo phẳng, chúng sẽ chỉ tiếp xúc ở các phần lồi, dẫn đến diện tích tiếp xúc nhỏ và giảm độ cứng vững Theo K.V Vôtinôp, độ cứng vững của bề mặt tiếp xúc có thể được xác định bằng một công thức cụ thể.
Độ cứng vững của bề mặt tiếp xúc là yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến áp suất tác dụng lên các bề mặt này (N/mm²) và độ biến dạng theo phương lực tác dụng (mm) Đặc biệt, độ cứng vững của các chi tiết bằng gang có sự thay đổi đáng kể, điều này cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình thiết kế và ứng dụng.
Cũng theo Vôtinốp K.V Khi q = 0,98 1,67 N/mm3 thì độ cứng vững các bề mặt - tiếp xúc thay đổi như sau:
Bảng 2 Độ cứng vững của các bề mặt tiếp xúc khi thay đổi
Phương pháp gia công mặt tiếp xúc
Độ cứng vững của các mặt tiếp xúc phụ thuộc vào độ bóng, độ sóng bề mặt và tính chất cơ lý của lớp bề mặt Để cải thiện độ cứng vững tiếp xúc, có thể áp dụng phương pháp gia công bằng biến dạng dẻo nhằm giảm Ra, Rz và nâng cao độ cứng tế vi của lớp bề mặt.
- Nâng cao chất lượng lắp ráp, loại trừ các khe hở của mối lắp ghép, làm cho độ cứng vững của nó tăng lên.
Kết quả thực nghiệm của giáo sư Xôcôlôpki A.P cho thấy rằng độ cứng vững của bốn ổ trục chính có cùng kết cấu của máy tiện rơvônve sẽ khác nhau tùy thuộc vào khe hở, với sự biến đổi từ lớn đến nhỏ.
36.400 kN/m (3710 kG/mm); 20.600 kN/m (2100 kG/mm); 122500 kN/m (12.500 kG/mm) và 883.000 kN/m (90.000 kG/mm)
Theo Rêsêtốp D.N., mối lắp ghép cố định có khả năng chịu tải tối thiểu 1470 kN/m² (15 kG/cm²) khi tạo ra độ căng ban đầu, trong khi mối lắp động chỉ chịu tải khoảng 100 - 200 kN/m² (1 - 2 kG/cm²).
Để tối ưu hóa việc sử dụng máy móc, độ cứng vững của hệ thống công nghệ không cố định mà thay đổi theo điều kiện làm việc như nhiệt độ, chế độ bôi trơn và tải trọng Chẳng hạn, độ cứng vững của ụ trục chính máy mài tròn ngoài ở nhiệt độ bình thường là 15.000 kN/m (1500 kG/mm), nhưng sau 30 phút hoạt động, nhiệt độ tăng lên khiến độ cứng vững tăng tới 22.400 kN/m (2800 kG/mm), tương đương với mức tăng 44% Do đó, để gia công các chi tiết chính xác, các máy thường được cho chạy không trong một thời gian, bôi trơn liên tục các bộ phận làm việc và siết chặt các cơ cấu, nhằm đảm bảo hệ thống đạt được điều kiện làm việc ổn định trước khi tiến hành gia công.
- Phải định kỳ kiểm tra lại độ cứng vững của các bộ phận trong hệ thống công nghệ.
Để tối ưu hóa quá trình gia công, không nên sử dụng dao quá mòn Việc điều chỉnh các thông số hình học của dao cho phù hợp với điều kiện cụ thể sẽ giúp giảm lực cắt, từ đó nâng cao hiệu quả làm việc.
Tóm lại để tăng độ cứng vững của hệ thống công nghệ có thể thực hiện bằng các biện pháp sau đây:
Tăng cường độ cứng vững của hệ thống công nghệ bằng cách lựa chọn kích thước và hình dáng phù hợp, đồng thời chọn vật liệu và phương pháp nhiệt luyện thích hợp.
Để tăng cường độ cứng vững tiếp xúc, cần giảm độ nhám và độ sóng bề mặt, đồng thời tạo ra độ căng phù hợp trong mối lắp ghép chặt và khe hở hợp lý trong mối lắp ghép lỏng.
Giảm sâu trong hệ thống công nghệ là một yếu tố quan trọng, vì độ mềm dẻo của hệ thống này được xác định bởi tổng độ mềm dẻo của các khâu thành phần.
4 Sử dụng các cơ cấu làm tăng độ cứng của toàn bộ hệ thống như các chốt tỳ và các luynet điều chỉnh hoặc trục điều chỉnh.
CHƯƠNG 2THIỆU VỀ MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG T616
Máy tiện ren vít vạn năng T616 (1616)
Tính năng kỹ thuật của máy T616
Máy T616 có hình dạng chung và các bộ phận chính được mô tả trong hình 2.14, bao gồm các bộ phận cơ bản như bộ phận cố định, bộ phận di động và điều chỉnh, cùng với bộ phận điều khiển.
Bộ phận cố định của máy bao gồm thân máy gắn chặt với bệ máy, trên đó được lắp đặt hộp tốc độ 2, hộp chạy dao 3 và hộp trục chính 1.
Bộ phận di động và điều chỉnh của máy bao gồm hộp xe dao 5, bàn dao 6 và ụ động 7, cho phép ụ động trượt trên sống trượt của thân máy và sống trượt ngang của ụ động.
Bộ phận điều khiển gồm các tay gạt điều khiển 10, 11, 12, 13, 14, 15, các trục vít me để tiện ren 27, trục trơn 26 để tiện trơn
Ngoài ra đi kèm theo máy là các trang bị công nghệ như là: luynet, mâm cặp 4 vấu, mũi tâm, ụ động quay, các bánh răng thay thế
Một số tính năng kỹ thuật của máy
- Đường kính lớn nhất của phôi gia công: 320 trên băng máy, 160 trên bàn dao
- Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 750mm
- Số cấp tốc độ trục chính: Z = 12
- Giới hạn vòng quay của trục chính: n Tc = 44 + 1980 (vg/ph)
- Lượng chạy dao dọc: Sd = 0,06 3,34 (mm/vg)
- Lượng chạy dao ngang: S ng = 0,04 2,47 (mm/vg)
- Động cơ chính: N 1 = 4,5 kW; ndc1 = 1445 (vg/ph)
S ơ đồ động của máy T616
Máy tiện vạn năng T616 được mô tả qua sơ đồ động trong hình 2.15, với chuyển động tạo hình gồm hai xích truyền cơ bản: xích tốc độ và xích chạy dao Động cơ điện 4,5kW cung cấp năng lượng cho máy, trong khi hộp trục chính sử dụng cơ cấu Hacne để giảm tốc độ.
1 Phương trình xích tốc độ của máy T616 Đường truyền động được xuất phát từ động cơ điện có công suất 4,5kW đến trục chính Phương trình xích tốc độ được biểu diễn như sau:
Học viên: Chu Minh Nhật Trường Đại Học Bách Khoa 35 Hà Nội
Hình 2.1 - Hình dáng chung của máy T616
Học viên: Chu Minh Nhật Trường Đại Học Bách Khoa 36 Hà Nội
Hình 2.2 - Sơ đồ động máy tiện T616
2 Phương trình xích chạy dao
Xích chạy dao của máy T616 sử dụng bánh răng di dượt cho nhóm cơ sở và cơ cấu, đồng thời phục vụ cho nhóm gấp bội Phương trình xích chạy dao được biểu diễn rõ ràng, giúp tối ưu hóa quá trình vận hành của máy.
Trong máy tiện T616, khi điều chỉnh máy cần chú ý các đặc điểm sau:
+ Nhóm cơ sở dùng các bánh răng di dượt có mô đun khác nhau.
+ Để cắt được các loại ren phải dùng nhiều bánh răng thay thế gồm:
Loại m = 1 có: Z = 45, 55, 69, 70, 75, 90, 95 và 127 dùng cho ren Anh
Loại m = 2 có: Z = 30, 45, 60, 65 và 87 dùng cho ren quốc tế và mô đun
+ Không thể cắt được các bước ren chính xác vì không có cơ cấu để thực hiện
Các c ơ cấu đặc biệt
1/ Cơ cấu quá tải (cơ cấu an toàn)
Máy T616 được trang bị cơ cấu an toàn để bảo vệ máy khi vận hành với dao dọc hoặc dao ngang Cơ cấu này tự động cắt xích chạy dao khi phát hiện tình trạng quá tải, giúp nâng cao độ bền và an toàn cho thiết bị.
Nguyên lý làm việc của cơ cấu quá tải:
Trên trục trơn XI, lồng không trục vít (1) khớp với bánh vít Z 45, trong khi một đầu của trục vít kết nối với ly hợp vấu (2) Trong quá trình hoạt động bình thường, lực lò xo (3) giữ viên bi (4) tiếp xúc với mặt côn của càng gạt (5), giúp càng gạt đẩy ly hợp vấu (2) khớp với mặt vấu của trục vít Khi trục vít (1) quay, nó truyền động cho bánh vít Z 45 Khi xảy ra quá tải, lực P x thắng lực lò xo, đẩy ly hợp vấu (2) sang phải, khiến đầu vát nhọn của càng gạt (5) trượt lên viên bi, tách rời hai mặt vấu và cắt đứt xích chạy dao Để khôi phục xích truyền động, cần gạt (6) để đưa càng gạt (5) về vị trí cũ và sử dụng vít (7) để điều chỉnh lực lò xo, từ đó điều chỉnh lực phòng quá tải.
Hình 2.3 - Cơ cấu quá tải của máy T616
Cơ cấu Mean có hai loại:
Loại trực tiếp (Hình 2 ) như nhóm gấp bội trong máy T616 (hình 2.15) Loại 3 này cứng vững nhưng tỷ số truyền bằng 1
3tổng số bánh răng Do đó nếu cần dùng tỷ số truyền nhiều từ 6 8 tổng số bánh răng Do đó nếu cần dùng tỷ số truyền nhiều từ 6
8 thì chiều dài trục lớn, kém cứng vững. Để đáp ứng tỷ số truyền lớn từ 6 8 dùng loại gián tiếp (Hình 2.17), có 14 bánh răng tạo được 8 tỷ số truyền.
Cơ cấu Mean loại gián tiếp hoạt động dựa trên nguyên tắc lắp đặt các khối bánh răng hai bậc kế tiếp nhau, trong đó bánh răng đầu tiên Z2 được cố định trên trục I Tuy nhiên, nhược điểm cơ bản của cơ cấu này là mặc dù chỉ cần một tỷ số truyền, tất cả các bánh răng đều quay lồng mà không gây ra tiếng ồn hay mòn Cả hai loại cơ cấu đều có bánh răng Z0 được lắp đặt với then hoa trên trục.
III và di trượt trên trục này Cả hai loại đều có: Z 1 = 2Z2; Z2 = Z0; = 1
Z thực hiện một dãy tỷ số truyền cấp số nhân với công sai bằng 2 Sự khác biệt giữa hai loại này là: loại gián tiếp sử dụng bánh răng đệm hành tinh Z, trong khi loại trực tiếp có hai bánh răng với số răng Z3 ăn khớp với nhau.
Z = Z a Cách tính toán tỷ số truyền loại gián tiếp (hình 2.17)
(2.21) b Cách tính toán tỷ số truyền loại trực tiếp (hình 2.18)
Hộp trục chính máy T616 sử dụng cơ cấu Hacne để giảm tốc độ, với các bánh răng Z1, Z2, Z3 và Z4 được lắp trên các trục ống Trục ống (1) nhận truyền động từ puli đai truyền và lồng không trên trục chính, trong khi trục ống (2) có khả năng di động trên trục I.
(3) lắp chặt trên trục chính.
Hình 2.5 - Cơ cấu Hacne trong máy T616 Ở vị trí như hình 2 , truyền động từ puli đai truyền qua các tỷ số truyền 5 - 1 3
Trục chính Z Z cho phép thực hiện các tốc độ thấp Khi gạt ly hợp L sang trái, bánh răng Z1 sẽ kết nối với bánh răng Z2 và khớp với ly hợp răng L, nối trục ống (1) với trục ống (3) để đạt được các tốc độ cao.
Cơ cấu này thực hiện giảm tốc trục chính dễ dàng nhưng độ cứng vững kém và kết cấu cồng kềnh.
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN ĐỘ CỨNG VỮNG CỦA MỘT MÁY TIỆN
Trong chương này, chúng ta sẽ tiến hành tính toán độ cứng vững thực tế của máy tiện dựa trên các thí nghiệm đã được thực hiện tại phòng nghiên cứu công nghệ.
1 - Chuẩn bị phòng cho các thử nghiệm (H.1)
2 - Đo đường kính (D1) và D2) vào các phần (1-1) và (2- 2)
3 - Tính cùng một thời gian trong 2 phần (I) và (II) lấy (a) có độ sâu cắt (a2) với đường kính phần (D2)
4 - Thực hiện các phương pháp phần (1-1) và (2-2) sau khi gia công (hình 2)
5 - Xác định tỷ lệ được xác định bởi:
= Sự sai số đường kính trước khi gia công
Sự sai số đường kính sau khi gia công
6 - Tính độ cứng của một máy tiện bằng cách sử dụng mối quan hệ sau đây:
D1 = 58,19 mm, D2 = 52,35 mm Đo lần 1 52,10 52,09 0,01 Đo lần 2 52,11 52,05 0,06 d1 (mm) d2 (mm) (d1 - d2)
C Điều kiện cắt: n = 500 vòng/phút, = 0,08 mm/vòng a2 = 0,3mm
D Tính toán "J" Đối với việc xác định , chúng ta thấy có sự sai số đường kính sau khi gia công:
(d1 - d2)i: Sự sai số đường kính sau khi gia công cho mỗi lần đo (s) và (i = 1,2)
J = Cp 0,75 với Cp = 192 daN.mm -2
II - 2: Thử nghiệm thứ hai
Phần thí nghiệm đã tiến hành một bài kiểm tra với lỗ đường kính 22mm, được gắn trên trục gá như hình (1) Bài kiểm tra này sẽ giữ vai trò là phôi, và chúng ta sẽ tăng dần phôi đến gần mâm cặp của máy.
Khi chúng ta nhận ra lỗ lệch tâm, chúng ta chuyển trung tâm của lỗ (X = 3mm)
Bằng cách sử dụng so sánh, mà chúng gắn trên các contours vận chuyển, chúng ta tiến hành như sau:
1 - Phương pháp so sánh để chỉ (A)
2 - Trong khi phôi quay về trục "02", chúng ta hãy thay đổi tại các điểm B, C, , L 01: Tâm của phôi
02: Tâm của lỗ lệch tâm
2 - Kho loại bỏ gần một nửa (E)
So sánh đưa máy về vận chuyển cho phép thực hiện các biện pháp tương tự như trước, nhưng lần này sẽ áp dụng cho một trong các phần trong đường kính (D2) tại các điểm A', B', , L'.
5 Sử dụng phân đoạn compa đo độ sâu: AA', BB', , LL' đại diện cho độ sâu thực tế cắt
(Hình 3) là một phần sau khi gia công với các điểm khác nhau mà tại đó các phép đo được thực hiện.
= 0,14 mm/vòng; n = 500 vòng/phút a Chiều sâu cắt thay đổi
D Kết quả: D1 = 116mm, D2 = 104,5 mm, d1 = 53,2m, d2 = 41,7mm
Xác định trục thực tế:
Các thao tác trên các đường viền của đường kính hình trụ (D1)
Các thao tác trên các đường viền của đường kính hình trụ (D2)
Các biện pháp sử dụng thước cặp:
AA' BB' CC' DD' EE' FF' GG' HH' II' JJ' KK' LL' 1,03 1,78 4,00 6,75 9,23 12,01 13,52 12,91 9,77 7,38 4,12 1,85
Xác định độ sâu cắt lý thuyết:
A = 0,5 Độ sâu cắt được thực hiện tại các điểm khác Chúng ta có thể tính toán, sử dụng các mối quan hệ sau đây: ai = 02i - 02i''; i = A, B, , L
Bảng hiển thị độ sâu lý thuyết i A B C D E F G H I J K L
Yi = ai(th) - ai(r) i A B C D E F G H I J K L ai(th) 1,05 1,81 4,03 6,79 9,28 12,06 13,58 12,96 9,82 7,42 4,15 1,87 ai(r) 1,03 1,78 4,00 6,75 9,23 12,01 13,52 12,91 9,77 7,38 4,12 1,85 yi 0,02 0,03 0,03 0,04 0,05 0,05 0,06 0,05 0,05 0,04 0,03 0,02
Xác định độ cứng tại mỗi điểm:
= 0,14 m/vòng, còn Cp = 192.da.N.mm -2 i A B C D E F G H I J K L ai 1,05 1,81 4,03 6,79 9,28 12,06 13,58 12,94 9,82 7,42 4,15 1,87
Ji 13125 150,83 33583 42437 46400 60300 73250 64700 49100 46375 34583 23375 Chúng tôi tính toán độ cứng trung bình này sẽ là:
Thực tế hình dạng của phôi
- Thí nghiệm được thực hiện trên các thanh hình trụ kích thước khác nhau như (d
- Sau khi hoàn thành gia công, tính toán độ cứng dựa trên mối quan hệ sau đây: y i
P y c = p a. 0,75 = 0,5 và cp = 1920 N/mm, với 2, yi = di + 1 - d1, trong đó di là đường kính đoạn (i - 1) và d1 là đường kính ở phần (1 1) gần trục gá Kết quả của các giá trị trung bình cho các giá trị (d1, d2, d3) đã được thực hiện và được chỉ ra trong các bảng.
1 Một phần của đường kính (d = 25mm) a1 l = 300mm n = 710 vòng/phút, = 0,08mm/vòng và a = 0,8mm
=> Py = 115,5N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
Hình dạng của một phần b1 l = 400mm; = 0,14mm/vòng; a = 0,8mm
=> Fy = 175,5N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
Một phần sau khi gia công: c1 l = 500mm, f = 0,14mm/vòng, a = 0,5mm
=> Py = 110N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
Hình dạng một phần a1: l = 300mm, a = 1,5mm và = 0,14mm/vòng
=> Py = 329,5N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
Hình dạng một phần b1 l = 400mm, a = 1,5mm, = 0,14 mm/tr
=> Py = 329,5N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
Hình dạng một phần c1 l = 500mm, a = 15mm, = 0,14 mm/tr
=> Py = 329,5N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
B Một phần của đường kính (d = 25mm)
1 (d = 25mm) a1 l = 185mm, a = 1mm, = 0,14mm/vòng
=> Py = 220N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
=> Py = 220N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
(N.mm -1 ) d1 23,02 23,04 23,04 23,03 d2 23,22 23,12 23,11 23,15 0,12 1833 d3 24,15 24,15 23,61 24,00 0,97 227 c1 l1 = 400mm, = 0,14mm/vòng, a = 1mm
=> Py = 220N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
2 Một phần của đường kính (d = 25mm)
=> Py = 109,8N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
(N.mm -1 ) d1 23,51 23,51 23,48 23,5 d2 23,62 23,7 23,64 23,65 0,15 732 d3 23,87 23,86 23,84 23,85 0,35 313,7 b l' = 306mm; = 0,14mm/vòng, a = 0,5mm
=> Py = 109,8N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
(N.mm -1 ) d1 23,08 23,05 23,07 23,06 d2 23,23 23,23 23,24 23,23 0,17 645,88 d3 24,10 23,96 24,13 24,06 0,90 110,9 c1 l' = 400mm, = 0,14mm/vòng, a = 0,5mm
=> Py = 109,5N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
3 Một phần của đường kính (d = 35mm) a l' = 220mm, = 0,14mm/vòng, a = 1mm
=> Py = 220N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
Hình dạng của một phần b l' = 305mm, = 0,14mm/vòng, a = 1mm
=> Py = 220N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
Hình dạng của một phần c1 l' = 390mm, = 0,14mm/vòng, a = 1mm
=> Py = 220N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
4 Một phần của đường kính (d = 35mm) a1 l' = 220mm, = 0,14mm/vòng, a = 0,5mm
=> Py = 109,8N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
(N.mm -1 ) d1 32,75 32,80 32,76 32,77 d2 32,94 32,96 32,99 32,96 0,19 1157,89 d3 33,58 33,59 33,62 33,60 0,83 265,06 b' l' = 305mm, = 0,14mm/vòng, a = 0,5mm
=> Py= 109,8N Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 dmoy yi = di-dim
P y (N.mm -1 ) d1 32,66 32,64 32,66 32,65 d2 32,88 32,81 32,81 32,83 0,18 610,27 d3 33,01 32,98 32,98 32,98 0,33 332,8 c1 l' = 390mm, = 0,14mm/vòng, a = 0,5mm
5 Trong khoản này, một bảng tóm tắt các giá trị của mỗi phôi g Đường kính
Biến dạng đàn hồi c = 2.yp; yP
Chúng ta có thể kết luận rằng thí nghiệm khác nhau:
Số liệu là các bộ phận được sử dụng không đủ dài và bỏ qua độ cứng của nó được thiết lập để hội đủ điều kiện
Kết quả các thí nghiệm cho thấy rằng các mẫu gia công dài có tính cứng vững cao hơn, dẫn đến độ chính xác gia công tốt hơn.
Hiện nay ở các nhà máy cơ khí Việt Nam, thì máy tiện là loại máy công cụ cắt gọt chiếm tỉ trọng khá lớn (trên 50%).
Việc nâng cao năng suất cắt gọt và chất lượng sản phẩm là yếu tố thiết yếu giúp các doanh nghiệp cơ khí trong nước đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và cạnh tranh giá cả trong cơ chế thị trường hiện nay.
Để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm cơ khí, việc nghiên cứu và tính toán độ cứng vững của máy tiện là rất quan trọng Độ cứng vững ảnh hưởng lớn đến độ chính xác gia công, đặc biệt khi gia công các trục dài Do đó, nâng cao độ cứng vững của máy tiện là cần thiết để cải thiện độ chính xác trong quá trình gia công.
Chúng tôi đã xác định độ cứng vững của máy tiện trong quá trình gia công trục dài thông qua các công thức tính toán và nghiên cứu thực nghiệm.
Kết quả của đề tài có thể dung làm tài liệu tham khảo cho giảng dạy và thực tế sản xuất.