CHUYỂN ĐỘNG HỌC TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI - CHƯƠNG 8 pot

156 MÁY TỰ ĐỘNG - 2006 - 157 ÑAÏI CÖÔNG VEÀ MAÙY TÖ Ï ÑOÄNG  158 CHƯƠNG VIII ĐẠI CƯ ƠNG VỀ MÁY TƯ Ï ĐỘNG I. Khái Niệm I.1. Vai trò:  Công cụ sản xuất luôn đư ợc cải tiến, thay đổi dần tư ø thô sơ đơn giản lên công cụ cơ khí hóa, công cụ tư ï động hóa.  Cách mạng về công cụ sản xuất gắn liền với các cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật, cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần I với nội dung chủ yếu là cơ khí hóa, bắt đầu vào thế kỷ 18. Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần II bắt đầu vào đầu thế kỷ -21 với nội dung là tư ï động hóa và linh hoạt hoá các quá trình sản xuất, khoa học kỹ thuật đã đạt đến trình độ cao. H. VIII.1. Máy tiện tư ï động điều khiển bằng cam 159 I.2. Tự động hóa là gì: ?  Cơ khí hóa là thay thế sư ùc lư ïc của con ngư ời bằng máy móc để thư ïc hiện nhanh, như õng công việc tinh vi, phư ùc tạp, nặng nhọc.  Tư ï động hóa là khả năng cơ khí hóa ở trình độ cao máy móc thư ïc hiện nhanh chóng các quá trình sản xuất mà không cần sư ï điều khiển trư ïc tiếp của con ngư ời. - Hiệu quả lao động của máy tư ï động hóa: - Công suất lớn, làm việc liên tục 24/ 24. - Tốc độ cao, giảm đư ợc thời gi an gia công. - Thay thế con ngư ời làm như õng công việc nặng nhọc, độc hại … . - Ngư ời công nhân có thể theo dõi nhiều máy cùng một lúc. - Máy móc tư ï động đã thay thế con ngư ời để điều khiển các quá trình sa ûn xuất, phư ùc tạp tinh vi, với năng suất cao và chất lư ợng tốt như : NC, CNC, FMS ( flexible manufacturing system),… - Thay thế con ngư ời ở như õng điều kiện làm việc nặng nhọc, độc hại nguy hiểm, giảm thời gian lao động và có thể làm việc liên tục . II . Lý thuyết về năng suất của máy tự động:  Nội dung chủ yếu: là giảm thời gian chạy không để tăng năng suất lao động. - Thời gian gia công một sản phẩm, hay thời gian 1 chu kỳ gia c ông - Kí hiệu: T, tính theo công thư ùc sau: (Phút) Ở đây: lv t - thời gian làm việc T ck - thời gian chạy không, gồm thời gian tiến vào, lùi ra đóng mở các cơ cấu máy… … .  Năng suất của máy tư ï động Q: là số sản phẩm máy làm ra trong một đơn vò thời gian. (Chiếc / Phút) Nếu t ck = 0, thì năng suất bằng: (1.2) - K: gọi là năng suất công nghệ của máy, nó tư ợng trư ng cho năng suất của một chiếc máy “ lí tư ởng “ tư ï động cắt gọt liên tục, không có hành trình chạy không. Thay trò số: K T lv 1  , tư ø công thư ùc (1.2) vào công thư ùc (1.1), ta có: (1.3) cklv ttT  cklv ttT Q   11 K T Q lv  1 . .1 1 . .1 1 K tK K tK Q ckck      160 Trong đó; : gọi là hệ số năng suất của m áy, , nó xác đònh mư ùc độ sư û dụng máy có hiệu quả. - Chú ý: tư ø (1.3) ta có: : Đôi khi còn gọi là “ mư ùc độ gia công liên tục của quá trình công nghệ” giá trò của nó trùng với hệ số năng suất  của máy tư ï động. Ví dụ: Trong một chu kì gia công t lv = 0.4 phút; t ck = 0.8 phút, như vậy năng suất công nghệ K= 4.0 1 = 2.5 (chiếc / phút) và hệ số năng suất: -Tư ùc thời gian có ích của máy chỉ chiếm 33% của chu kì gia công. -Theo công thư ùc (1.3) thì năng suất của máy Q phụ thuộc vào năng suất công nghệ K và hệ số năng suất . Muốn tăng Q liên tục thi phải đồng thời tăng K và, tư ùc giảm đồng thời, thơiø gian làm vie äc(t lv ) và thời gian chạy không (t ck) .  Nếu chỉ có một trong hai thành phần này giảm thì gia trò Q sẽ tiến đến một gia trò giới hạn nhất đònh.  Có hai trư ờng hợp năng suất tiến đến một giá trò giới hạn: ( chiếc/ phút) ( chiếc/ phút) + Đư ờng 1 ( hình 1.3) chỉ rằng Q = K ( năng suất lí tư ởng), nếu T ck = 0. + Như ng vì T ck  0 nên có đư ờng công năng suất thư ïc tế 2. trong trư ờng hợp này dù có tăng K tới đâu thì năng suất Q vẫn tiến đến giới hạn ck T 1 ,chư ù không tăng tỉ lệ với K, vì khi K tăng thì trò số: ck tK.1 1   lại giảm. ck tK .1 1   T t tTT Q lv lv  1 : 1  T t lv 33.0 8,0.5,21 1    K tK K Q ck t Lim ck     .1 0 max ckck t K llK K Q Lim lv 1 .1 0 max      H. VIII.2. Dồ thò năng suất 161  Các đư ờng cong trên (hình 1.4) cho thấy mối quan hệ giư õa K và. Ví dụ: Gia công chi tiết có: L =100 mm, S = 0,1 ( mm/ vòng), T ck = 1 ( phút), ( đư a dụng cụ vào và ra, đo, kiểm tra,… ) Số vòng quay trục chính: n tc = 1000 (vòng / phút). Vậy số vòng quay cần thiết để gia công phôi: 1000 1.0 100  S L n (vòng) Năng suất của máy: Q = k.  (chiếc / phút) Năng suất công nghệ K: 1 1  n n T K tc lv (chiếc/ phút) Hệ số năng suất : 5.0 1.11 1 .1 1      ck tK  Năng suất của máy: Q = k.  =1.0,5 = 0,5 (chiếc /phút)  Giả sư û có thể nâng k = 50 ( chiếc / phút) lúc đó hệ số năng suất và năng suất của máy Q = K.  = 50.0,02 = 1 (chiếc /phút)  Để tăng năng suất lên 50 lần cần như õng phí tổn về kỹ thuật rất lớn, như ng năng suất thư ïc tế chỉ tăng 2 lần. Kết luận: muốn tăng năng suất Q của máy đồng thời với việc giảm thời gian làm việc, để tăng năng suất công nghệ K, phải giảm thời gian chạy không (T ck ).  Lòch sư û phát triển của mát tư ï động có thể biểu diển bằng đồ thò dư ới đây,  Sau khi chế tạo loại máy đầu tiên ngư ời sản xuất cố tận dụng khả năng của chúng bằng cách tăng cư ờng độ gia công ( tăng K), - Như ng đến một lúc nào đó K tăng mà Q sẽ không tăng, để có năng suất cao hơn nư õa cần có một loại máy mới với thời gian chạy không bé hơn hoặc với qui trình công nghệ mới tốt hơn và như thế các máy mới dần dần xuất hiện, các đư ờng cong năng suất ca o dần 02.0 1.501 1    H. VIII.3. Đồ thò hệ số năng suất máy H. VIII.4. Giản đồ phát triển năng suất máy tự động 162  Năng suất tăng đều trên mỗi đư ờng cong là do tăng K hay giảm thời gian làm việc ( T lv ).  Năng suất nhảy vọt tư ø đư ờng cong này lên đư ờng cong kia đôi khi là nhờ có qui trình công nghệ mới, T lv và T ck đều giảm, như ng chủ yếu là giảm thời gian chạy không  Nên nội dung chủ yếu của tư ï động hóa là giảm thời gian chạy không, giúp tăng nhanh năng suất lao động.  trên tính tổn thất của máy cho tư øng chu kì làm việc ( gia công xong một chi tiết) nếu tính cho một thời gian dài thì nó cao hơn, vì nếu thời gian dài sẽ phát sinh tổn thất ngoài chu kì, như thay đổi hay điều chỉnh một số dụng cụ đã mòn, sư ûa chư õa hay điều chỉnh lại các cơ cấu máy, đư a loạt ph ôi mới vào máy, kiễm tra sản phẩm, điều chỉnh máy … ., Cư ờng độ gia công càng tăng thì tổn thất ngoài chu kì càng lớn. Trong trư ờng hơp náy tổn thất máy tính theo công thư ùc: T tt = t tt1 + t tt2 + t tt3 +… , là thời gian tổn thất ngoài chu kì tính cho một sản phẩm. t ph = t ck +t tt là tổng số thời gian phụ ( tổn thất trong và ngoài chu kì).  Trong thư ïc tế khi tính đến năng suất phải tính đến các tổn thất trong và ngoài chu kì. III. Nhiệm vụ tự động để giảm tổn thất và nâng cao năng suất: III .1 . Tổn thất loại 1 và Nhiệm vụ tự động hóa chu kỳ.  Tổn thất loại 1: Là tổn thất liên quan đến chuyển động chạy không, không trùng với chu kỳ làm việc của máy, lắp phôi, tháo phôi, đổi vò trí của phôi, các cơ cấu đóng mở … v… v  Để giảm tổn thất ngư ời ta tìm cách giảm tối đa thời gian chạy không xuống mư ùc thấp nhất, hoặc bằng không  Đối với dạng sản xất hàng loạt lớn ngư ời ta dùng máy tư ï động nhiều trục để gia công, phư ơng pháp này có năng suất gấp 22 lần so với khi gia công trên máy vạn năng. vì gia công trên máy này tốc độ cắt cao, thời gian gia công và thời gian chạy không giảm.      phttcklv tK K TTT Q 1 1 163 Hình 1 và hình 2: biểu diễn phư ơng pháp gia công trụ ngoài theo 2 phư ơng pháp: Hình 1: gia công bằng phư ơng pháp cắt thư û L 1 ,L 2 ,L 3 m Phư ơng pháp này giãm đư ợc thời gian chạy không cho tư øng chu kỳ. Hình 2: gia công tư øng lớp mỏng L 1 ,L 2 ,L 3 . Phư ơng pháp náy tiêu tốn nhiều thời gian chạy không, dao cắt mau mòn. Hình 3 và hình 4: biểu diễn phư ơng pháp khoan lỗ Hình 3: khoan lỗ đạt kích thư ớc L 1 trư ớc, sau đó khoan lỗ kích thư ớc L 2 , phư ơng pháp này giảm đư ợc rất nhiều thời gian chạy không, thư ờng đư ợc áp dụng trong trư ờng hợp vật liệu cư ùng khó gia công, như ng đảm bảo phôi phải cư ùng vư õng khi khoan, giư õ đư ợc tuổi thọ của mũi khoan đư ợc lâu hơn. Hình 4: cách này thư ờng đư ợc áp dụng để gia công vật liệu mềm, tốn thời gian chạy không khoảng L 2 III .2. Tổn thất loại 2 và Nhiệm vụ tự động hóa thay thế điều chỉnh dụng cụ.  Là loại tổn thất liên liên quan đến việc giao nh ận mài sư ûa, lắp đặt,điều chỉnh dụng cụ gia công. Để khắc phục và giảm loại tổn thất này cần phải:  Chọn vật liệu làm dao tốt để tăng tuổi thọ của dao cắt, giảm thời gian điều chỉnh dụng cắt.  Ngày nay tổn thất loại II vẫn còn trên máy tư ï động,như ng đư ợc hiện đại hóa và linh hoạt hóa hơn, với sư ï ra đời của máy điều khiển theo chư ơng trình số, trên máy bố trí 1 ổ dao quay đư ợc, thay dao nhờ vào hệ thống điều khiển thủy lư ïc hoặc khí n én, nhanh và an toàn.  Ngư ời công nhân có thể điều chỉnh, lắp ghép dao sẳn ở bên ngoài, sau đó lắp vào ổ dao để máy tư ï động thay dao.  Ngoài ra để giảm tổn thất ngư ời ta còn sư û dụng các cơ cấu đặc biệt trong giá dao, đồ gá hay trên bàn máy để điều chỉnh dụng cụ chính xác và nhanh chóng… v… v H. VIII.5. Các phương pháp cắt trong chu kỳ gia công 164 Các loại dao cắt thông dụng:  Kiểu 1: là kiểu lắp dao đa dụng, dể dàng thay đổi kiểu bằng cách thay đổi mãnh hợp kim cư ùng, khi chuy ển sang một công đoạn khác (1)thân dao,(2) chốt lắp bộ phận cắt,(3)bộ phận cắt (miếng hợp kim đư ợc gắn lên nó) (4) lỗ vát; (5) vít ép ( cố đònh bộ phận cắt);(6) tiết diện vuông chống xoay.  Khi làm việc chỉ xoay bộ phận cắt đến vò trí cần thiết và xiết vít(5) lại  Kiểu 2: đây là kiểu thông dụng đư ợc dùng phổ biến. Có kết cấu đơn giản như ng vẫn bảo đảm độ tin cậy cao. (1)thân dao, (2) mặt đònh chuẩn (2) và (3), 4) miếng cắt (bằng hợp kim), (5) ống kẹp có ren để vặn vít (10) đồng thời trong ống có 3 rãnh tạo với nhau 1 góc 90 o , vò trí khi làm việc các góc này quay về phía mặt (2), (12) miếng đệm,giư õa miếng cắt (4) và mặt chuẩn (3), vít (10) có đầu côn (1 1).  Khi vặn vít 10 thì các cánh 8 sẽ bò vặn trư ớc cánh 9 và ép miếng cắt 4 vào mặt đònh chuẩn 2, nếu tiếp tục vặn vít 10, cánh 9, sẽ ép miếng cắt xuống mặt đònh chuẩn 3.  Miếng đệm 12) là để đảm bảo cho mặt đònh chuẩn 3 của dao không bò hư khi miếng cắt (4) bò gãy. III .3. Tổn thất loại 3 và nhiệm vụ nâng cao độ tin cậy của các hệ thống tự động:  Là tổn thất liên quan đến độ tin cậy của hệ thống, bao gồm việc thay đổi sư ûa chư õa và điều chỉnh các cơ cấu của máy …  Máy tư ï động là máy rất phư ùc tạp, nhiều bộ phận cơ khí nhanh chóng bò mài mòn, nên phải thư ïc hiện tốt công tác bảo trì và sư ûa chư õa máy: + Bôi trơn thư ờng xuyên cho máy. Kiểu1 Kiểu 2: H. VIII.6. các loại dao gá lắp nhanh 165 + Chuẩn bò sẳn các cơ cấu mau mòn để kòp thời thay thế. + Chế tạo vật liệu, nhiệt luyện tốt, cơ cấu điều khiển hợp lí chính xác, để giảm mài mòn. + Đònh kỳ kiểm tra cho máy và thư ïc hiện tốt các thiết bò tư ï động. Ví Dụ: Các cơ cấu cam phải dể điều chỉnh và nhẹ nhàn,máy chạy êm không bò rung.  Ngày nay trên các máy tư ï động để truyền động êm và giảm masát ngư ời ta dùng vít me bi để điều khiển các cơ cấu,nhằm làm tăng khả năng làm việc và năng suất của máy. III. 4 . Tổn thất loại 4 và nhiệm vụ tự động hóa khâu tổ chức:  Là khâu liên quan đến tổ chư ùc sản xuất, bao gồm việc phân phối, dọn phôi, thu thành phẩm, đổi ca và điều chỉnh công việc …  Để giảm tổn thất phải tư ï động hóa khâu tổ chư ùc … , tư ï động hóa khâu tiếp liệu,gá đặt phôi… Tư ï động hóa khâu dọn phoi, ví dụ: trên máy tư ï động có các cơ cấu gạt phôi, qua hệ thống tư ới nguội và đư a phôi ra ngoài, hoặc dùng cơ cấu thu hồi phoi bằng nam châm, để hút phoi vá đư a phoi ra ngoài. Ví Dụ: Các cơ cấu dọn phôi trong quá trình gia công cơ khí đư ợc trình bày trong hình dư ới đây: Các cơ cấu dọn phôi, đư a phôi ra ngoài bằng trục xoắn hoặc ba èng băng tải … .,thư ờng đư ợc áp dụng trong các máy tư ï động. H. VIII.6. Các loại đai ốc bi [...]... làthé tư ïđ ng, thé kế t u n n y ộ u p ộ p t cấ , kim loạ mà và u i u kim loạ đ c biệ thì ít hơn i ặ t Số u vềtỉ lệvậ liệ gia cô g: liệ t u n + Thé tư ï ộ g: p đn 10 – 30 % + Thé kế cấ : p t u 20 – 50 % + Thé hợ kim: p p 10 – 20 % + Đ ng: ồ 15 – 25% +Nhô : m 3 – 5% + Vậ liệ phi kim loạ: t u i 1 – 5% VI Chế độ cắt hợp lý trên máy tự động: VI 1 Chế độ cắt hợp lý: Sau khi chọ qui trình cô g nghệ p hư... max - Ko: Nă g suấ cô g nghệcủ má vớ tố đ cắ v o n t n a y i c ộ t - Tck: Thờgian chạ khô g trong chu kỳ cô g tư ï ộ g i y n gia n đn - Ci: Hệsố n quan đ n dụ g cụ t liê ế n cắ - aI: Thờ gian dụ g cụthư ù i tham gia cắ trong quá trình gia cô g mộ sả i n t n t n phẩ ; m - tI: Thờ gian má dư øg vì hỏ g dụ g cụthư ù i, bao gồ thờ gian thá lắ i y n n n m i o p và chỉnh dụ g cụ má màsư û … … ; n ở y i a -. .. n y n đ ng 4 trụ chính ( H VIII.11 ) ộ c -Phô thé ố g kẹ trê cá trụ chính, lầ lư ợ i p n p n c c n c chuyê tư ø trí nà, sang vòtrí khá đ tiế hàh gia cô g cá n vò y c ể n n n c nguyê cô g khoé trong và n lỗngoà n n t tiệ i - vòtrí 1: Tiệ đ nh hình mặ ngoà n ò t i - Vòtrí 2: Tiệ đ nh hình mặ trong vàxé mặ đ u n ò t n t ầ - Vòtrí 3: Vá cạ h và t đ ù t n cắ ư t Trong nguyê cô g có chuyể đ ng là việ và... đ nh h1 trong đ n n t ò tư øg trư ờg hợ cụ n n p thể - Đ ờg cong Q: cô g thư ù (2.2) ư n n c - Đ ờg cong ư n dư ï theo cô g thư ù (2.6) a n c - Chọ chế ộcắ hợ lý thư ờ đ ợ á dụ g trong sả xuấ hàg loạ, chế n đ t p ng ư c p n n t n t đ cắ trê má tư ïđ ng nhỏ hơn trê má vạ nă g trong cùg mộ đ u kiệ , ộ t n y ộ n y n n n t iề n nhằ tă g tuổ thọ a dao và ng nă g suấ củ má m n i củ tă n t a y 185 ... nhau trên máy tự động: Đ gia cô g mộ sả phẩ có thểco ù nhiề phư ơng á cô g nghệ ể n t n m u n n khá nhau c Ví Dụ Chếtạ bulô g có thểdùg phư ơng phá dậ rồ cá ren, hay : o n n p p i n phư ơng phá tiệ rồ cắ ren, mỗ mộ phầ củ quy trình cô g nghệ có thểcó p n i t i t n a n nhiề dạ g gia cô g khá nhau u n n c 172 H VIII.12 Mô hình máy cán ren tự động Đ gia cô g mặ phẳ g có thểbà, phay, mà truố… trong phạ... u n p c n có khô u n thé ố g thì khô g cầ nguyê cô g khoan trong p n n n n n 179 H VIII.22 Phôi liệu trên máy tự động Trê ( H VIII.22) giớ thiệ cá dạ g phô liệ dùg trong má tư ï ộ g vànư û tư ï n i u c n i u n y đn a đ ng ộ Cá dạ g cấ phô theo dạ g phô: c n p i n i V.1 Cấp phôi thép cuộn: Phô dư ớ dạ g thé sợ, thé lá rộ g hay hẹ , cuộ trò trong quá i i n p i p n p n n trình gia cô g cuộ phô thá tư... u n c V.4 Cấp phôi tư øổ: - Phô dư ớ dạ g tư øg chi tiế, khô g nằ lộ xộ trong phễ , mànằ i i n n t n m n u m mộ cá h có trậ tư ï có đ nh hư ớ g trong ổ tư ø ó tư ï ộ g lầ lư ợ đ n cá vòtrí gia t c t , ò n , đ đn n t ế c cô g, loạ chi tiế nà khó tư ïđ ng đ nh hư ớ g, nê cô g nhâ phả xế tùg chi n i t y ộ ò n n n n i p n tiế và ổ trong mộ sốtrư ờg hợ chủ yế t o , t n p u l trong cá đư ờg dâ tư ïđ ng,... i i i t nhiề vấ đ mớ vềtính toá , thiế kế chế o, sư û dụ g thiế bò… … u n ề i n t , tạ n t IV.4 Áp dụng nguyên tắc trùng nguyên công trên máy tự động: * Mục đích: giảm thời gian làm việc và thời gian chạy không nhằm tăng năng suất lao động Đ gia cô g mộ sả phẩ trong đ u kiệ kỹthuậ hiệ có mỗ mộ ể n t n m iề n t n , i t phư ơng á sẽcó nă g suấ cô g nghệ K vàhệ sốnă g suấ tư ơng ư ù g,muố n n t n n t... i 4.Cơ cấ đ y phô và trụ chính u ẩ i o c 5 Cơ cấ kẹ phô u p i 6.Cơ cấ đ y phô ra u ẩ i H VIII.25 Hệ thống cấp phô i tự động 181 8 Cơ cấ bá hế phô u o t i 5.Cấ phô bằ g tay: p i n Phô dư ớ dạ g tư øg chi tiế, cô g nhâ lầ lư ợ đ a và vò trí gia i i n n t n n n t ư o cô g, sư û dụ g trong trư ờg hợ chi tiế tư ơng đ i nặ g và hình dạ g phư ù tạ , n n n p t ố n có n c p Ví dụ cá loạ vỏ hộ , cá loạ van,…... hàh trình nà diể ra cùg mộ i n o n y n n t lú c - Giả thơiøgian chạ khô g làphư ơng phá tăg nă g suấ hiệ quả m y n p n n t u nhấ t Lư u ý Vấ đ nà khi lập quy trình cô g nghệvà t kế y: : n ề y n thiế má - Thiế kếphả lậ nhiề phư ơng á , phâ chia bốtrí cá chuyể đ ng t i p u n n c n ộ như thế o làhợ lý nhấ đ t kế quảcao trong đ u kiệ có thể nà p t ạ t iề n - Thờ gian là việ phụthuộ khố l ư ợ g gia cô g . ngoài. - vò trí 1: Tiện đònh hình mặt ngoài - Vò trí 2: Tiện đònh hình mặt trong và xén mặt đầu - Vò trí 3: Vát cạnh và cắt đư ùt Trong nguyên công có chuyển động làm việc và chuyển động chạy. ra nhiệm vụ và tên của máy, máy tiện vạn năng tư ï động, máy tiện chuyên dùng tư ï động, máy lắp ráp tư ï động, máy kiểm tra tư ï động, …  Nhiều trư ờng hợp trên một máy có nhiều nguyên công. ợc tất cả các loại chi tiết máy.  Số lư ợng và loại, số cỡ máy tư ï động ngày càng nhiều, trong mỗi loại, mỗi cỡ có như õng máy chỉ thư ïc hiện đư ợc một nhiệm vụ nh ất đònh gọi là máy chuyên dùng. 