Thiết kế máy phay hạng nhẹ 6h82

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹthuật hiện đại trên thế giới đã ra đời nhiều loại máy công cụ hiện đại, ứng dụngthành tựu của công nghệ thông tin tạo nên những chiếc máy công cụ tự

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

HÀ NỘI.

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huân

Trần Quốc Toản

Mạc Tuấn Tú

Cán bộ hướng dẫn: TS Bùi Quý Lực

Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:

Hà Nôi, ngày…….tháng 01 năm 2008

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 1 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Trang 2

………

……….

Hà Nội, ngày……tháng 01 năm 2008 Cán bộ hướng dẫn TS Bùi Quý Lực NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 2 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Trang 3

………

Hà Nội, ngày ……tháng 01 năm 2008 Cán bộ duyệt LỜI NÓI ĐẦU Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 3 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Trang 4

Trong giai đoạn hiện nay, nước ta đang trên con đường tiến hành côngnghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Với mục tiêu mà đại hội đảng toàn quốc lần thứ

X đã đề ra đến năm 2020 nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp phát triểntheo hướng hiện đại Đóng góp vào sự phát triển chung đó, ngành cơ khí một ngànhchủ lực là nền tảng cơ bản cho mọi ngành khác phát triển, cũng đang cố gắng cảitiến công nghệ kỹ thuật, hiện đại hóa nhằm góp phần thúc đẩy nhanh sự phát triểncủa đất nước

Nói đến ngành cơ khí thì máy công cụ đóng một vai trò rất quan trọng để sảnsuất ra các chi tiêt, chế tạo nên các máy phục vụ cho các ngành công nghiệp khác.Trong đó máy phay chiếm một tỷ lệ khoảng 15% đến 20% tổng số máy công cụtrong các nhà máy, phân xưởng cơ khí Cùng với sự phát triển của khoa học kỹthuật hiện đại trên thế giới đã ra đời nhiều loại máy công cụ hiện đại, ứng dụngthành tựu của công nghệ thông tin tạo nên những chiếc máy công cụ tự động, linhhoạt được điều khiển theo chương trình số Nhưng máy công cụ vạn năng vẫnchiếm một phần đáng kể trong ngành công nghiệp chế tạo Trong đó máy phayđược sử dụng khá rộng rãi vì nó có cấu trúc động học đơn giản, khả năng tạo hìnhcủa máy là do dạng hình học của dao phay quyết định khi tiếp xúc với bề mặt giacông Máy phay ngày càng được cải tiến và đưa vào công nghệ cao nhằm nâng caophạm vi sử dụng Mặc dù vậy đặc biệt là các nước đang phát triển như nước ta thìviệc sử dụng máy công cụ vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng vẫn đangđược sử dụng phổ biến rộng rãi và có hiệu quả

Là sinh viên khoa cơ khí – Cơ tin kỹ thuật, Trường ĐHBK Hà Nội Qua thờigian học tập và rèn luyện tại trường, chúng em được giao đề tài tốt nghiệp “ Thiết

kế máy phay hạng nhẹ phục vụ cơ sở sửa chữa nhỏ” Với thời gian là 10 tuần, được

sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo tiến sĩ Bùi Quý Lực và sự lỗ lực củabản thân, chúng em đã hoàn thành được đồ án tốt nghiệp của mình Mặc dù vậy với

Trang 5

thời gian và trình độ có hạn, do tính chất phức tạp của công việc tính toán, hơn nữađây lại là đề tài thiết kế đầu tay nên không thể tránh khỏi những sai sót nhất định.Chúng em rất mong được sự giúp đỡ, chỉ bảo, đóng góp của các thầy.

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo_tiến sĩ Bùi Quý Lực và các thầytrong khoa đã giúp đỡ chúng em để hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Hà Nội, ngày……tháng 01 năm 2008

Nhóm sinh viên

LÊ ĐÌNH HUÂNTRẦN QUỐC TOẢN

PHẦN MỞ ĐẦU

Trang 6

TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY PHAY

I- CÔNG DỤNG, VAI TRÒ VÀ GIÁ TRỊ CỦA MÁY PHAY TRONG PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ.

1.Công dụng máy phay.

Máy phay là loại máy được dùng phổ biến và có khả năng công nghệ tươngđối rộng rãi Cụ thể:

+ Phay mặt phẳng bằng các loại dao phay hình trụ, dao phay mặt đầu…Cóthể gia công các loại mặt phẳng như:

+ Phay rãnh định hình, rãnh chữ T và rãnh đuôi én Rãnh định hình gồm cácloại sau:

- Rãnh lõm cung tròn

- Rãnh hình tam giác

- Rãnh hình thang, profin định hình…

Bằng các loại dao phay hình bán nguyệt, dao phay một góc, hai góc:

+ Phay mặt định hình được hình thành từ các mặt cơ sở như: mặt trụ, mặtcôn Các loại mặt định hình gồm có:

Trang 7

2.Vai trò của máy phay.

Trong các nhà máy và phân xưởng cơ khí máy phay đóng vai trò quan trọngnhờ vào khả năng công nghệ rộng rãi của chúng, vì thế trong sản xuất hàng loại lớn

và hàng khối thì máy phay hầu như hoàn toàn thay thế cho máy bào, máy xọc

Nếu so sánh về khả năng công nghệ, độ chính xác gia công, tốc độ cắt, năngsuất làm việc cũng như phạm vi điều chỉnh của máy phay có nhiều ưu thế hơn máybào Nhưng trong một số trường hợp sử dụng máy bào có hiệu quả hơn máy phaynhư:

- Khi gia công các chi tiết dài và hẹp

- Khi gia công phá vật đúc có lượng dư gia công lớn

Nếu dùng máy phay thì phải bóc lượng dư bằng hai lần chạy dao Trong khi

đó máy bào có khả năng bóc đi lớp kim loại trong một lần chạy dao Thời gian phụ(gồm thời gian gá đặt và tháo chi tiết) của máy bào lớn hơn, còn thời gian kết thúccủa máy phay lớn hơn Do đó máy bào được tồn tại trong sản xuất đơn chiếc vàhàng loạt nhỏ, còn máy phay được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

3.Vị trí của máy phay

Trang 8

Máy phay được sử dụng phổ biến trong các nhà máy và phân xưởng cơ khí,

do đó nó có vị trí quan trọng trong việc gia công chi tiết điển hình Nhờ khả năngcông nghệ rộng rãi mà số máy phay chiếm khoảng 15 20% tổng số máy trong cácnhà máy, phân xưởng cơ khí Khi gia công trên máy phay có thể đạt độ chính xáccấp 2 đến cấp 8, độ nhám bề mặt cấp 4 đến cấp 6 Nếu coi máy tiện đứng vị trí thứnhất thì máy phay đứng vị trí thứ hai về tổng số máy và tính vạn năng Hiện nayngười ta đã chế tạo được các loại máy phay điều khiển theo chương trình số đãđược lập trước Các máy này dùng để gia công các chi tiết có hình dạng phức tạpnhư: Cam, mẫu chép hình, cối dập… Với độ chính xác cao

II- NGUYÊN LÝ CẮT GỌT KHI PHAY.

Phay có thể dùng để gia công tinh, gia công lần cuối để đạt được độ bóng, độchính xác cao, dễ cơ khí hóa, cho năng suất cao dùng trong sản xuất đơn chiếc,hàng loạt và hàng khối Số lượng nguyên công gia công cắt gọt đạt tới 6070%công việc gia công cơ khí thì nguyên công phay cũng chiếm một tỉ lệ lớn Máyphay có số lượng nhiều, chiếm một tỉ lệ lớn và giữ một vị trí quan trọng trong cácnhà máy phân xưởng cơ khí

2 Sự tạo hình bề mặt và các dạng bề mặt gia công.

Trang 9

Hình dạng bề mặt các chi tiết, dụng cụ gia công cơ khí rất đa dạng Khi mộtđiểm chuyển động tạo thành một đường, một đoạn thẳng (gọi là đường sinh)chuyển động liên tục dựa trên một đường khác (gọi là đường chuẩn) tạo thành mộtmặt Đó là quỹ đạo của một điểm hay một đường.

Chuyển động tương đối giữa đường sinh và đường chuẩn gọi là chuyển độngtạo hình bề mặt gia công Đó là chuyển động tương đối giữa dao và phôi Để hìnhthành nên bề mặt gia công Chúng có thể là chuyển động đơn giản hoặc phức tạptheo các phương pháp chép hình, bao hình, quỹ tích (theo vết) và phương pháp tiếpxúc

3.Chuyển động cơ bản khi phay.

Chuyển động cơ bản là các chuyển động để thực hiện quá trình cắt gọt, hìnhthành các bề mặt chi tiết gia công bao gồm:

- Chuyển động chính (chuyển động cắt) là chuyển động chủ yếu thựchiện quá trình cắt gọt tao ra phoi Chuyển động chính khi phay là chuyển độngquay tròn của dao phay được truyền dẫn qua trục chính

- Chuyển động chạy dao S là chuyển động để thực hiện quá trình cắttiếp tục và cắt hết chiều dài chi tiết Đó là chuyển động dọc, ngang hoặc thẳng đứngcủa bàn máy phay có gá phôi Chúng thường vuông góc với trục dao

4 Thông số hình học của dao phay.

Hình 1.a giới thiệu sơ đồ cắt của một dao phay trụ có nhiều răng Mỗi răngtương ứng như một con dao tiện hoặc dao bào như hình 1.b

Trang 10

Hình 1 Sơ đồ cắt của dao phay trụ (a)

Và một răng của dao phay (b)(Tương ứng với lưỡi cắt của một dao tiện)

Hình 2 giới thiệu các bề mặt trên phôi: bề mặt cần gia công I (chưa gia công), bề mặt đang gia công II- mặt cắt (dao đang tiếp xúc với chi tiết gia công),

bề mặt đã gia công 3 (dao đã đi qua).

Hình 2 Các bề mặt trên phôi

5 Các thông số của yếu tố cắt và chế độ cắt khi phay.

Hình 3.a giới thiệu một số thông số của chế độ cắt, hình 3.b là các thànhphần lớp cắt khi phay

a) Tốc độ cắt V là lượng dịch chuyển tương đối của một điểm trên lưỡi cắtcủa dao phay so với chi tiết gia công trong một phút, tính bằng (m/ph)

Trang 11

.D n

Trong đó: D – đường kính của dao phay ở thời điểm xét (mm)

n – số vòng quay của dao phay (trục chính) trong một phút (v/ph)

b) Lượng chạy dao S là lượng dịch chuyển dọc, ngang hay thẳng đứng củaphôi (hoặc bàn máy) so với dao, được tính như sau:

n z S n S

S ph  v  z .Trong đó: Sph - Lượng chạy dao cho một phút (mm/ph)

Sv - Lượng chạy dao cho một vòng (mm/vòng)

Sz - Lượng chạy dao cho một răng (mm/răng)

z - Số răng của dao phay

n - Số vòng quay của dao phay (vòng/ph)

Hình 3.a Thông số cắt khi phay

c) Chiều sâu cắt t là khoảng cách giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưagia công:

t = H – h Trong đó: H – là chiều cao phôi trước khi gia công (mm)

h – là chiều cao chi tiết sau khi gia công (mm)

Trang 12

Hình 3.b Thành phần của lớp cắt khi phay bằng dao phay trụ răng thẳng.d) Chiều rộng lớp phoi cắt B (mm) và diện tích tiết diện lớp phoi cắt.

f = b.Sz (mm2)Tùy theo loại dao ta có thể xác định chiều rộng phay như sau:

- Với dao phay trụ, chiều sâu phay là kích thước lớp kim loại cắt đisau một hành trình phay đo theo phương trục dao

- Khi cắt bằng dao phay đĩa, chiều rộng phay là chiều dầy của daophay (hay chiều rộng rãnh) đo theo phương trục dao

- Với dao phay ngón, chiều rộng phay chính là đường kính của dao

Trang 13

đo theo phương hướng kính của dao) Khi phay thuận, chiều dầy cắt thay đổi từ trị

số amaxamin, ngược lại khi phay nghịch chiều dày cắt lại thay đổi từ trị số aminamax

f) Thời gian gia công T

T = Tm + Tphụ + Tphvụ + Tng

Trong đó: Tm = T0 – thời gian máy

Tphụ – thời gian phụ

Tphvụ – thời gian phục vụ

Tng – thời gian nghỉ của công nhân

Theo sơ đồ hình 4 thời gian máy khi phay có thể tính như sau:

i S

L T

ph

m  Trong đó: L – là hành trình của dao (hoặc bàn máy – mm) được tính nhu sau:

- Dao phay mặt đầu

Khi phay thô Lthô = B + R – X và khi phay tinh Ltinh = B + D + 2

2

2 a R

- Dao phay hình trụ L = B + Y + 2

Y = t.(D t)

D = 2R – đường kính của dao phay

t – chiều sâu phay

Sph – lượng chạy dao phút (mm/ph)

B – chiều dài phôi

X – lượng thoát dao

Y – lượng ăn tới của dao

i – số hành trình phay

Trang 14

Hình 4 Sơ đồ xác định thời gian gia công khi phay.

g) Năng suất cắt L (chiếc/phút)

T

Những biện pháp để nâng cao năng suất là giảm số hành trình chạy dao i,chọn  min(lượng dư nhỏ nhất), tăng n nghĩa là tăng tốc độ cắt V và tăng lượng chạydao S hợp lý

6 Độ bóng bề mặt chi tiết gia công.

Hình 5 giới thiệu sơ đồ xác định ảnh hưởng của lượng chạy dao S đến độbóng bề mặt gia công Khi lượng chạy dao S quá nhỏ ( S < 0,02 mm/vòng), daogần như không cắt mà chỉ trượt trên bề mặt, làm biến dạng dẻo, độ bóng giảm.ngược lại nếu S lớn tạo nên vết nhấp nhô bề mặt lớn và độ bóng giảm

a Dao phay mặt đầu

b Dao phay hình trụ

Trang 15

Hình 5 Sơ đồ xác định ảnh hưởng của lượng chạy dao

đến độ bóng bề mặt

a) Mũi dao có bán kính r b) Mũi dao nhọn tuyệt đối

- Nếu mũi dao nhọn tuyệt đối (hình 5.b) ta có:

flt = a b = S tThực tế: ftt = flt – f’ = flt – diện tích tam giác ABC

f’ = ABC = (AB HC) / 2

f’ = (AH + BH) CH/2 = S CH/2 = (CH cotg ’ + CH cotg) CH/2

' cot cotg g

S CH





Vậy S tăng CH tăng và độ bóng bề mặt gia công giảm

- Nếu mũi dao có bán kính góc lượn r (hình 5.a) ta có:

f’ = diện tích ABC = diện tích ABOO’ – 2 diện tích CBO

CH = HI – IC =

4

2

2 S r

4

2

2 S r CH



4

2

2 2 2

r CH CH r



Trang 16

Vì CH nhỏ nên CH2 là vô cùng nhỏ được bỏ qua:

r

S CH

7 Hiện tượng vật lý và cơ học xảy ra khi cắt gọt.

Những hiện tượng vật lý và cơ học xảy ra trong quá trình cắt gọt có ảnhhưởng nhiều đến quá trình gia công như độ bóng, độ chính xác, độ bền của dao,năng suất cắt gọt… Bao gồm sự hình thành phoi, hiện tượng biến cứng, hiện tượnglẹo dao, lực cắt và sự rung động khi cắt gọt, sự mài mòn dao, nhiệt sinh ra trongquá trình cắt gọt v.v…

a) Sự hình thành phoi và các loại phoi

Khi có ngoại lực tác dụng, dao nén vào phôi tạo biến dạng đàn hồi rồi biếndạng dẻo và phá hủy để tách ra một lớp kim loại gọi là phoi

Tùy theo tính chất của vật liệu (dẻo hay dòn), chế độ cắt, các góc độ củadao…mà phoi có các dạng khác nhau Căn cứ vào dạng phoi ta đánh giá được chấtlượng dụng cụ, độ bóng, sự tiêu hao năng lượng…

- Phoi vụn sinh ra khi cắt vật liệu dòn, phoi có dạng hạt không đều nhau, lựccắt thay đổi liên tục, gây rung động nhiều, độ bóng bề mặt kém

- Phoi bậc ( phoi xếp, phoi mảnh) được tạo ra khi các vật liệu không dòn,kém dẻo Phoi được tạo thành từng mảnh, xếp chồng lên nhau nên lực cắt thay đổikhông nhiều và độ bóng cao hơn

- Phoi dây (cuộn, dải) khi cắt vật liệu dẻo, tốc độ cắt lớn Trường hợp nàyphoi kéo dài ra hoặc cuộn thành từng cuộn, lực cắt ít thay đổi, độ bóng bề mặt cao,nhưng gây khó khăn cho quá trình cắt, dễ gây tai nạn lao động…Khi đó nên dùng

cơ cấu bẻ phoi ra từng đoạn

Trang 17

b) Nhiệt cắt.

Trong quá trình cắt, ma sát giữa dao với phôi và giữa dao với phoi phát sinhnhiệt độ cao, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt, độ bóng, độ chính xác gia công, độbền dụng cụ cắt và năng suất cắt Nhiệt lượng Q sinh ra truyền vào chi tiết (Qc

4%) truyền vào dao (520%) truyền vào phoi và truyền ra không khí (Qk4%)

Ta có: Q = Qc + Qp + Qd + Qk

Để giảm nhiệt cắt Q ta dùng dung dịch trơn nguội với yêu cầu giảm nhiệt độ,bôi trơn, bền lâu, không ảnh hưởng đến môi trường, không làm gỉ, ăn mòn máy,dao, chi tiết, đồ gá Có thể dùng dầu, dung dịch sút…Làm dung dịch trơn nguội

Hình 6 Sơ đồ phân bố nhiệt cắt

c) Lực cắt

Trang 18

Lực sinh ra trong quá trình cắt rất lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bềmặt chi tiết gia công, mòn dụng cụ, gây ra dao động ảnh hưởng đến máy móc thiết

- Py là lực hướng kính (lực uốn) tác dụng trong mặt phẳng ngang Nó có xuhướng uốn chi tiết và có ảnh hưởng trực tiếp đến độ bóng và độ chính xác gia công

- Px là lực chạy dao (lực dọc) ngược chiều với chuyển động chạy dao, dùng

để tính độ bền của dao và cơ cấu chạy dao

Theo thực nghiệm ta có:

Pz : Py : Px = 1 : 0,4 : 0,25

z z

Do tác dụng nhiệt và ma sát, dao bị mòn dần qua ba giai đoạn: mài mòn banđầu Oa (mài rà), sau đó là đoạn mài mòn ổn định ab (thời gian làm việc bình

Trang 19

thường – dài nhất) Từ điểm b (tb) trở đi, dao bị mài mòn tăng đột ngột và khôngthể làm việc được nữa.

Dao có thể bị mài mòn mặt trước, mài mòn mặt sau, cũng có thể bị mài mòn

cả mặt trước lẫn mặt sau

Người ta quy định tiêu chuẩn làm việc bình thường của dao bằng tuổi bền T(tính bằng phút) Đó là thời gian quy định mà dao làm việc liên tục giữa hai lần màilại dao hoặc thay dao Ví dụ, với dao thép gió T = 60  90 phút, dao hợp kim cứng

T = 4560 phút, dao tiện ren, dao định hình, dao bào T = 120 phút Khi gia công

tự động có thể lấy T = 15  30 phút

Hình 8 Sự mài mòn dao

e) Hiện tượng lẹo dao

Khi gia công vật liệu dẻo trong một số trường hợp ở mặt trước của dao hìnhthành lẹo dao Đó là một mẩu vật liệu gia công có dạng hình chêm gắn chặt vàomặt trước của dao bị biến dạng mạnh nên có độ cứng cao, mẩu kim loại này liên tụcđược tách ra cùng với phoi rồi lại được tạo thành Thực chất, nó là phần cắt củadụng cụ và bảo vệ lưỡi cắt khỏi mòn, tuy nhiên nếu mặt trước của dao hình thànhlẹo dao thì chất lượng bề mặt gia công sẽ giảm Do đó khi gia công tinh cũng nhưkhi cắt ren lẹo dao là hiện tượng xấu

Trang 20

8 Phương pháp phay.

Khi phay bằng dao phay trụ, dao phay đĩa, ta phân biệt hai phương phápphay là: phay thuận và phay nghịch

a) Phay thuận

Hình 8.a Giới thiệu phương pháp phay thuận Tại điểm tiếp xúc M giữa dao

và phôi, véc tơ vận tốc và véc tơ chạy dao trùng nhau, nghĩa là chiều quay của daocùng chiều với hướng tiến của phôi

Đặc điểm của phay thuận:

- Thành phần lực cắt theo phương thẳng đứng ép phôi xuống bàn máy, cầnlực kẹp nhỏ, giảm bớt hiện tượng rung động

- Chiều dày tiết diện cắt a thay đổi từ amax (điểm vào của răng) đến amin = 0(điểm ra của răng), không gây hiện tượng trượt Nhưng nếu trên bề mặt có lớp vỏcứng (bề mặt các chi tiết đúc, rèn, cán…) dao dễ bị mẻ vì sự va đập ban đầu vàongay lớp vỏ cứng đó

- Dao quay cùng chiều với hướng tịnh tiến của phôi nên không khử hết độ rơgiữa bàn máy với trục vít me, dễ gây ra dung động

Trang 21

- Thành phần lực cắt theo phương thẳng đứng có xu hướng nâng chi tiết lên và

dễ gây rung động, lực kẹp phôi cũng phải lớn

- Chiều dày tiết diện cắt a thay đổi từ amin = 0 (điểm vào của răng) đến amax

(điểm ra của răng), nếu lượng chạy dao nhỏ thì không cắt mà gây hiện tượng trượt

Vì dao cắt từ dưới lên, chiều dày cắt tăng dần, quá trình cắt êm, tải trọng máy tăng dần, không va đập vào lớp có vỏ cứng trên bề mặt phôi nên dao không bị mẻ, vỡ

Trang 22

- Dao quay ngược chiều với hướng tịnh tiến của phôi nên khử hết độ dơ giữa bàn máy với trục vít me nên giảm bớt rung động.

Do đó, trong cùng một điều kiện cắt, phay thuận dùng cho gia công tinh nhằm nâng cao độ nhám bề mặt chi tiết vì trên bề mặt không có lớp vỏ cứng còn phay nghịch dùng cho gia công thô nhằm nâng cao năng suất quá trình cắt gọt Tuổi bền của dao khi phay thuận cao hơn phay nghịch

Trang 23

PHẦN I KHẢO SÁT MỘT SỐ MÁY PHAY

I- MỤC ĐÍCH.

- Phân tích ưu nhược điểm của máy để thiết kế máy mới

- Khai thác ưu điểm và khắc phục nhược điểm của nó

- Tìm những số liệu và kết cấu có thể dùng vào việc thiết kế máy mới làmgiảm bớt việc tính toán

II- NGHIÊN CỨU MÁY PHAY TƯƠNG TỰ 6H82

1 Các bộ phân chính của máy.

Trang 24

Máy phay vạn năng 6H82 do LIÊN XÔ sản xuất hình dáng tổng quát của máyvạn năng 6H82 được trình bày trên hình vẽ.

Tất cả các bộ phận của máy đều lắp trên thân máy (1), consol (2) có thể diđộng trên sống trượt phía trên của thân máy và dùng để đỡ một đầu của trục chínhmang dao bằng gối đỡ (3) Hộp chạy dao (4) có thể di động thẳng đứng S3 trênsống trượt đứng của thân máy Bàn trượt ngang (5) thực hiện di động ngang S1

trên sống trượt của hộp chạy dao và bàn trượt ngang (6)

Hộp tốc độ của máy được đặt phía trong của thân máy Giữa bàn trượt ngang

và bàn máy có bộ phận quay tròn (7) Để tăng độ cứng vững, ở nhiều máy phayngang người ta đặt những dầm chéo nối liền cần đỡ (2) với hộp chạy dao Các taygạt (8) và núm vặn (9) dùng để thay đổi vận tốc của hộp tốc độ

Hình 10 Dạng tổng quát của máy phay ngang vạn năng 6H82

 Máy phay vạn năng 6H82 có những đặc tính kỹ thuật sau:

- Kích thước của bàn máy: 320 x 1250 mm

Trang 25

- 18 cấp vòng quay trục chính: n = 301500 v/ph.

- 18 cấp lượng chạy dao: Sd,n,đ = 19  950 mm

- Công suất động cơ điện: Nđc = 7kw

2 Xích tốc độ.

Trục chính dao phay quay tròn Xích nối từ động cơ chính N = 7kw,

n = 1440 v/ph Trục III qua cặp bánh răng 5426 , từ trục IIIII qua khối bánh răng

II lên trục III, từ trục IIIIV nhằm làm giảm số bánh răng kết cấu gọn nhẹ hơn

(III)

39 16 37 28 26 24

(IV)

71 49 38

82

(V) = ntc

Phương án không gian: 1 x 3 x 3 x 2

Cách bố trí làm cho kết cấu hộp nhỏ gọn, số bánh răng trên trục cuối là ít nhất.Phương án thứ tự:

Tính công bội : Rn = 50 50 1 , 259

30

1 min

Chuẩn   1 , 26

Trang 26

n1=1440 v/ph 693 , 3

54

26 1440 1

x x

x



[x] : Lượng mở giữa 2 tia lân cận

Từ trục II qua trục III qua 3 cặp bánh răng độ xiên của các tia biểu diễn tốc độ là:

8 , 3 26

, 1 lg

39 lg 16 lg 39

, 1 lg

36 lg 19 lg 36

, 1 lg

33 lg 22 lg 33

8 , 1 2

8 , 2 1

, 1 lg

47 lg 18 lg 47

, 1 lg

37 lg 28 lg 37

26 lg 39 lg 26

25 , 1 4

5

3 25 , 1

75 , 1 5

III x

x i

i

x i

Nhóm truyền II có  x 3  Nhóm truyền khuyếch đại thứ nhất

Trang 27

c Nhóm truyền III

Đường truyền từ trục IV đến trục V với 2 tỷ số truyền là i7, i8 Độ xiên các tia:

3 , 3 26 , 1 lg

38 lg 82 lg 38

82

7 , 5 26

, 1 lg

71 lg 19 lg 71

19

8 8

7 7

8 7

x i

x x

3 , 3 7

Nhóm truyền III có  x 9  Nhóm tryền khuyếch đại thứ 2

19

; 39

28

; 47

Kiểm tra tỷ số truyền:

4

1 26 , 1

1 1

6 6

1 3 3

Trang 28

Phương án không gian: 3 x 3 x 2

Phương án thứ tự: I – II – III

Theo phương án này lượng mở và tỷ số truyền các nhóm thay đổi từ từ đều đặn,như vậy sẽ làm cho kích thước hộp nhỏ gọn, bố trí cơ cấu truyền động trong hộpchặt chẽ nhất

Đồ thị vòng quay hộp tốc độ máy 6H82

1440(v/ph)

1500(v/ph) 1180

950 750 600 475 375 300 235 190 150 118 95 75 60 47,5 37,5

16 39

22 33 18

47

28 37

39 26

82 38 19

71

19 36

Nhận xét: Đồ thị vòng quay hộp tốc độ có hình rẻ quạt, lượng mở và tỷ số truyền

có các nhóm thay đổi từ từ đều đặn, như vậy sẽ làm cho kích thước hộp nhỏ gọn,

bố trí cơ cấu truyền động trong hộp chặt chẽ nhất

Trang 29

Số vòng quay trục chính nằm giữa nmax  nmin, khi tăng hoặc giảm tốc độ sẽ gặp tỷ

số truyền hơi lớn Kiểm tra tỷ số truyền imin = 2 , 1

38

82

7 , 3

1 71

19

max  

không đáng kể đối với loại máy có cấp chính xác 2

Vậy: Phương án không gian: 3 x 3 x 2

Phương án thứ tự: I – II – III

3 Hộp chạy dao.

a Xích chạy dao và phương trình xích động

Xích chạy dao có chạy dao dọc ( Sd ), chạy dao ngang ( Sn ), chạy dao đứng ( Sđ ) Xích nối từ động cơ điện chạy dao N = 1,7 kw; n =1420 v/ph qua hộp

chạy dao công tác 6424 , bánh răng 3 bậc 

27 , 36

, gạt ly hợp M1 ( sang trái hoặc sang phải ), gạt ly hợp M2 sang trái

truyền tới bánh răng ,3318

( 44

26

III

II

18 36 27 27 36 18

IV

40 18 34 24 37 21

(V)

40

40 40

Trang 30

(VI) VIIx VIII

33

18 35

28

d v

n v

đ v

S xt x x

S xt x

18 37 33 33

37 37 33 44

22 33 22

Phương án không gian: Z = 3 x 3 x 2

Phương án không gian bố trí như trên làm cho kết cấu hộp nhỏ gọn số bánh răngtrên trục cuối cùng chịu mômen xoắn lớn nhất là ít nhất

Phương án thứ tự:

Trục I nối động cơ n =1440 v/ph truyền qua trục II bằng cặp bánh răng:

3 , 2 26 , 1 lg

44 lg 26 lg 44

64 lg 24 lg 64

18 lg 36 lg 18

, 1 lg

36 lg 18 lg 36

18

0 26 , 1 lg

27 lg 27 lg 27

27

5 5

4 4

5 4

x i

x x

Nhóm truyền I có  x 3  Nhóm truyền khuyếch đại thứ nhất

Trang 31

 Nhóm truyền II

Từ trục IV đến trục V qua 3 cặp bánh răng tương ứng với 3 tỷ số truyền i6, i7, i8 độxiên của các tia là:

45 , 3 26

, 1 lg

40 lg 18 lg 40

, 1 lg

34 lg 24 lg 34

24

45 , 2 26

, 1 lg

37 lg 21 lg 37

21

8 8

7 7

8 7

x i

x x

45 , 2 6

45 , 1 7

Độ xiên của các tia là:

45 , 3 26

, 1 lg

40 lg 18 lg 40

18

35 , 5 26

, 1 lg

45 lg 13 lg 45

13

10 10

9 9

10 9

x i

x x

45 , 3 10

Trang 32

Từ trục V đến trục VI qua cặp bánh răng 4040 :

0 40

, 1 lg

35 lg 28 lg 35

, 1 lg

33 lg 18 lg 33

, 1 lg

37 lg 33 lg 37

, 1 lg

16 lg 18 lg 16

18 lg 18 lg 18

Trang 33

Đồ thị vòng quay của hộp chạy dao máy phay 6H82

Trang 35

đảm bảo tỷ số tryền lớn nhất.

PHẦN II THIẾT KẾ MÁY PHAY MỚI

A TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỘP TỐC ĐỘ MÁY PHAY MỚI

I.Công dụng và yêu cầu của hộp tốc độ.

Hộp tốc độ trong máy có công dụng dùng để truyền lực cắt cho các chi tiết giacông có kích thước, vật liệu khác nhau với các chế độ cắt cần thiết Thiết kế hộptốc độ phải đảm bảo những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối ưu cho phép: kích thướcnhỏ gọn, hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, kết cấu có tính công nghệ cao

 Các yêu cầu cơ bản đối với hộp tốc độ là:

Phạm vi điều chỉnh chuỗi vòng quay Rnq được viết thành:

RL : Phạm vi điều chỉnh giới hạn hành trình chuyển động

Các máy phải biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng thì phạm viđiều chỉnh nhỏ hơn

Trang 36

Trong phần này ta chỉ nghiên cứu về hộp tốc độ điều chỉnh phân cấp là loạiđược dùng phổ biến hiện nay Kết cấu hộp tốc độ chặt chẽ, đơn giản, có hiệu quảcao

2 Về lực cắt:

Lực căt tác dụng lên trục chính của máy Theo công thức trong nguyên lý cắtkim loại, muốn xác định lực cắt phải tính đến kích thước, vật liệu của các chi tiếttrong hộp động cơ điện truyền dẫn theo điều kiện lực cắt tương ứng với chế độ cắtcủa quy trình công nghệ điển hình trên máy Khi gia công các chi tiết khác nhau,tốc độ cắt và lực cắt phải phù hợp với đẳng thức:

P1V1 = P2V2 = const Nghĩa là công suất của hộp tốc độ không thay đổi tại bất kỳ số vòng quay nàotrong khoảng điều chỉnh tốc độ đã cho

Các trị số giới hạn vòng quay nmin, nmax: số cấp tốc độ Z và công bội  phảiphù hợp với số liệu ban đầu đã cho và không vượt ra ngoài tiêu chuẩn (chuỗi số tốiưu) Hộp tốc độ không nên trùng và thiếu tốc độ cần thiết làm ảnh hưởng đến việc

bố trí kết cấu của máy (trừ những trường hợp không thể tránh được như yêu cầu cắtren khuyếch đại trong máy tiện ren vít vạn năng)

Độ bền, độ cứng vững và độ bền mòn của các chi tiết trong hộp tốc độ phảiđạt yêu cầu cho phép bảo đảm sự làm việc chính xác, thời gian phục vụ cao nhất.Muốn vậy phải tính toán kiểm tra kích thước các chi tiết máy, lựa chọn trục, ổ trục,bánh răng, thanh truyền, ly hợp, hệ thống điều khiển, hệ thống an toàn, bôi trơn vàlàm lạnh Vỏ hộp tốc độ thường có hình dạng khá phức tạp nên khi thiết kế ta phảidựa vào kết cấu cũ đã làm việc ổn định và phải tính toán biên dạng của hộp

Trang 37

Đặc biệt với trục chính có yêu cầu về độ võng góc xoay nên phải chú ý,bố trícác chi tiết, lắp trên trục chính và truyền đến trục chính sao cho đảm bảo biến dạng

ở đầu mút cụm trục chính bé hơn tiêu chuẩn độ chính xác quy định

3 Về việc sử dụng máy:

Điều khiển hộp tốc độ phải thuận tiện, dễ dàng, an toàn Tránh tình trạnghộp tốc độ không làm việc được do hành trình gạt không đủ, thiếu bôi trơn, kẹt bạc,khóa hóc Tận dụng mọi điều kiện để hộp tốc độ làm việc có hiệu quả cao nhất.Muốn thế phải nâng cao chất lượng chế tạo các chi tiết trong hộp tốc độ có hiệusuất thấp

Một số yêu cầu khác với hộp tốc độ như: truyền động êm, ít phát sinh tiếng

ồn, rung và tiếng gõ đập, bố trí chặt chẽ, dễ quan sát: sự làm việc và kêt cấu có tínhcông nghệ cao, sửa chữa thay thế nhanh và thuận tiện Vấn đề này thuộc lĩnh vựccông nghệ chế tạo máy Trong chương này ta chỉ nghiên cứu cách tính toán chuyềndẫn, phân tích và chọn phương án hợp lý

4.Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của hộp tốc độ:

- Công suất truyền dẫn (hoặc mômen xoắn) của từng trị số vòng quay trụcchính hay trục ra cuối cùng của hộp tốc độ

- Số vòng quay giới hạn nmax, nmin của trục chính hay trục cuối cùng và phạm viđiều chỉnh tương ứng Công bội  đặc trưng cho mức độ dầy, mỏng của chuỗivòng quay (hành trình kép) hay số tốc độ Z

- Mức độ phức tạp của xích truyền động thể hiện qua hiệu suất chung của hộptốc độ, độ phức tạp sửa chữa

- Mức độ tự động hóa thể hiện qua quá trình điều khiển, điều chỉnh, độ tin cậykhi sử dụng

Trang 38

- Tính công nghệ chế tạo từng chi tiết, của hộp và giá thành của hộp tốc độ,tiêu chuẩn và quy chuẩn chuẩn hóa của hộp tốc độ để dễ dàng tổ hợp thành máy cócông dụng khác nhau, dễ dàng tạo thành trung tâm gia công.

Do đó có nhiều phương án khác nhau, cần phải phân tích để chọn đượcphương án tối ưu, bảo đảm các yêu cầu kinh tế kỹ thuật cho phép Dưới đây trìnhbày các tính toán thiết kế động học máy phay dựa trên cơ sở lý thuyết về thiết kếhộp tốc độ cho máy

Trang 39

2.Chọn phương án không gian.

Với Z = 16 cấp tốc độ ta có những phương án sau:

16 x 1 4 x 4

1 x 16 4 x 2 x 2

8 x 2 2 x 4 x 2

2 x 8 2 x 2 x 4

Giới hạn tỉ số truyền:

4

1

 i  2 Tính số nhóm truyền tối thiểu X ta có công thức:

Trang 40