Đồ án máy công cụ thiết kế máy khoan đứng trên nền máy khoan 135

Đồ án môn học : Máy công cụ THIẾT KẾ MÁY KHOAN ĐỨNG DỰA TRÊN CƠ SỞ MÁY KHOAN K135 Phần 1 : PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN 1.1 Máy chuẩn : máy K135 với các thông số như sau : Đặc tính kỹ thuật Máy khoan K135 Đường kính lớn nhất khoan được (mm) 35 Khoảng cách từ đường trục tâm chính tới trụ (mm) 300 Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn máy (mm) 750 Kích thước bề mặt làm việc bàn máy (mm x mm) 450x500 Độ côn trục chính Mooc N  4 Dịch chuyển lớn nhất của trục chính (mm) 170 Số cấp tốc độ trục chính 12 Phạm vi tốc độ trục chính (vg/ph) 42 - 2000 Số cấp bước tiến 11 Phạm vi bước tiến ( mm/vg) 0,1 – 1,4 Lực tiến dao (kG) 1600 Mômen xoắn (kG.cm) 4000 Công suất động cơ chính (kW) 6 Khối lượng máy (kg) 1300 Kích thước của máy : - Dài 1245 - Rộng 815 - Cao 2690 1.2 Đánh giá máy chuẩn : 1.2.1 Nhận xét về mặt động học của máy chuẩn : * Hộp tốc độ : Từ sơ đồ động học của máy chuẩn ta có chuỗi số vòng quay trục chính là: 42 – 60 – 87 – 122 – 173 – 250 – 338 – 482 – 696 – 995 – 1320 – 2000 (vg/ph), từ đó ta vẽ được lưới kết cấu và đồ thị số vòng quay của hộp tốc độ như sau: SVTH : Nguyễn Xuân Hải – Lớp 09C1LT Trang : 1 Đồ án môn học : Máy công cụ @Lưới kết cấu: (1) (2) (3) (4) n 1 n 12 - Nhận xét về lưới kết cấu: +Ưu điểm: Lưới là một hình rẻ quạt đều như vậy : • Số vòng quay giảm dần từ trục (1) đến trục (4) và ở miền có số vòng quay cao số lượng bánh răng làm việc nhiều hơn và điều này làm cho kích thước của các bánh răng làm việc nhỏ gọn hơn do mômen xoắn bé. • Lượng mở giửa các tia của nhóm truyền bánh răng là thay đổi từ từ, các tỉ số truyền bố trí giảm từ từ, đây là điều kiện làm việc tốt nhất cho các bánh răng làm cho tuổi thọ của bánh răng và do đó tuổi thọ của hộp tốc độ cao. + Nhược điểm : Về mặt động học ta thấy đây là một lưới kết cấu tốt nhất. @Đồ thị số vòng quay: SVTH : Nguyễn Xuân Hải – Lớp 09C1LT Trang : 2 Đồ án môn học : Máy công cụ (1) (2) (3) (4) 42 87 173 338 696 1390 60 122 250 482 995 2000 i 3 i 2 i 1 i 5 i 4 i 6 i 7 - Nhận xét về đồ thị số vòng quay: +Ưu điểm: *Khi tăng hay giảm tốc qua nhiều trục trung gian , ta thấy các tỉ số truyền đều tăng hay giảm từ từ, điều này làm cho bộ truyền làm việc tốt nhất. *Trên đồ thị ta thấy có các cặp tỉ số truyền bằng 1 như vậy nó góp phần làm giảm kích thước của hộp tốc độ. +Nhược điểm: Một nhược điểm của đồ thị số vòng quay là giới hạn tỉ số truyền 83,8 min max >≈= i i R i với giá trị này thì các máy công cụ ít dùng. -Nhận xét chung về máy: *Ưu điểm của máy : Độ cứng vững cao hơn các máy khoan đứng nhỏ hơn cũng như máy khoan cần do đó lỗ có độ chính xác cao hơn các máy này .Có thể điều chỉnh tốc độ chạy dao tự động hoặc bằng tay .Gá đặt chi tiết gia công đơn giản . *Nhược điểm của máy : Độ chính xác của lổ không cao do ảnh hưởng từ kết cấu mũi khoan chưa hoàn thiện cũng như độ cứng vững của mũi khoan .Không khoan được các lổ theo chu vi tròn như máy khoan cần trong một lần gá đặt . SVTH : Nguyễn Xuân Hải – Lớp 09C1LT Trang : 3 Đồ án môn học : Máy công cụ Với những ưu điểm và nhược điểm trên ta thiết kế lại máy khoan với thông số động học của hộp tốc độ như sau: - Số vòng quay nhỏ nhất của trục chính n min = 42,5 (vg/ph) - Số vòng quay lớn nhất của trục chính n max = 1900 (vg/ph) - Số cấp tốc độ Z = 12 => công bội ϕ = 11 5,42 1900 ≈ 1,41. Với công bội 41,1= ϕ thì ta chọn từ chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn được chuỗi số vòng quay là : 42,5 – 60 – 85 – 118 – 170 – 235 – 335 – 475 – 670 – 950 – 1320 – 2000 (vg/ph). * Hộp chạy dao : Máy chuẩn K135 có : - Phạm vi bước tiến Z = 11 - Lượng chạy dao nhỏ nhất s min = 0,1 (vg/ph) - Lượng chạy dao lớn nhất s max = 1,4 (vg/ph) => công bội : 3,1 1,0 4,1 10 ≈= ϕ Chuỗi số lượng chạy dao theo máy chuẩn là :0,1 – 0,13 – 0,17 – 0,22 – 0,28 – 0,38 – 0,5 – 0,63 – 0,82 – 1,05 – 1,4 . Từ sơ đồ động học ta có lưới kết cấu và đồ thị số vòng quay như sau : @Lưới kết cấu: i 6 i 7 i 4 i 5 i 1 i 2 ln ϕ i 3 (3) (2) (1) - Nhận xét về lưới kết cấu: SVTH : Nguyễn Xuân Hải – Lớp 09C1LT Trang : 4 Đồ án môn học : Máy công cụ +Ưu điểm: Lưới là một hình rẻ quạt đều như vậy : • Số vòng quay giảm dần từ trục (1) đến trục (3) và ở miền có số vòng quay cao số lượng bánh răng làm việc nhiều hơn và điều này làm cho kích thước của các bánh răng làm việc nhỏ gọn hơn do mômen xoắn bé. • Lượng mở giửa các tia của nhóm truyền bánh răng là thay đổi từ từ, các tỉ số truyền bố trí giảm từ từ, đây là điều kiện làm việc tốt nhất cho các bánh răng làm cho tuổi thọ của bánh răng và do đó tuổi thọ của hộp tốc độ cao. + Nhược điểm : Về mặt động học ta thấy đây là một lưới kết cấu tốt nhất. @Đồ thị số vòng quay: i 6 i 7 i 4 i 5 i 1 i 2 lnϕ i 3 (3) (2) (1) n 1 n 2 n 4 n 3 n 6 n 5 n 8 n 7 n 10 n 9 n 12 n 11 - Nhận xét về đồ thị số vòng quay: +Ưu điểm: *Khi tăng hay giảm tốc qua nhiều trục trung gian , ta thấy các tỉ số truyền đều tăng hay giảm từ từ, điều này làm cho bộ truyền làm việc tốt nhất. *Trên đồ thị ta thấy có các cặp tỉ số truyền bằng 1 như vậy nó góp phần làm giảm kích thước của hộp tốc độ. +Nhược điểm: SVTH : Nguyễn Xuân Hải – Lớp 09C1LT Trang : 5 Đồ án môn học : Máy công cụ Về mặt động học ta thấy đây là một đồ thị số vòng quay tốt. Theo máy chuẩn thì hộp chạy dao dùng cơ cấu then kéo với một cặp bánh răng dùng chung. Như vậy trong 12 cấp tốc độ trên thì sẽ có một cặp tốc độ trùng nhau. Ta nhận thấy công bội 3,1= ϕ không nằm trong trị số tiêu chuẩn nên ta thiết kế máy mới với số liệu là: - Phạm vi bước tiến Z = 11 - Lượng chạy dao nhỏ nhất s min = 0,1 (vg/ph) - Lượng chạy dao lớn nhất s max = 1 (vg/ph) => công bội : 26,1 1,0 1 10 ≈= ϕ Chuỗi số lượng chạy dao tra theo chuỗi số vòng quay cơ sở ta có: 0,1 – 0,125 – 0,16 – 0,2 – 0,315 – 0,4 – 0,5 – 0,63 – 0,8 – 1 SVTH : Nguyễn Xuân Hải – Lớp 09C1LT Trang : 6 Đồ án môn học : Máy công cụ Phần 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY 2.1 Tính toán các thông số động học cơ bản của máy : 2.1.1 Thông số động học @Với hộp tốc dộ:: * Với máy chuẩn : - Phạm vi điều chỉnh vận tốc : R = min max n n = 1−z ϕ - Công bội ϕ : ϕ = 1 min max −         z n n - Số cấp tốc độ Z : Z = ϕ ln ln R + 1 Với n max = 2000 (vg/ph) ; n min = 42 (vg/ph) ; Z = 12 => ϕ = 11 42 2000 ≈ 1,42 * Máy ta cần thiết kế có đặc tính như sau: - Số vòng quay nhỏ nhất của trục chính n min = 42,5(vg/ph) - Số vòng quay lớn nhất của trục chính n max = 1900 (vg/ph) - Số cấp tốc độ Z = 12 - Lượng mở 41,1= ϕ . @Với hộp chạy dao: * Với máy chuẩn : - Phạm vi bước tiến Z = 11 - Lượng chạy dao nhỏ nhất s min = 0,1 (vg/ph) - Lượng chạy dao lớn nhất s max = 1,4 (vg/ph) => công bội : 3,1 1,0 4,1 10 ≈= ϕ Chuỗi số lượng chạy dao theo máy chuẩn là :0,1 – 0,13 – 0,17 – 0,22 – 0,28 – 0,38 – 0,5 – 0,63 – 0,82 – 1,05 – 1,4 . * Với máy thiết kế: - Phạm vi bước tiến Z = 11 - Lượng chạy dao nhỏ nhất s min = 0,1 (vg/ph) SVTH : Nguyễn Xuân Hải – Lớp 09C1LT Trang : 7 Đồ án môn học : Máy công cụ - Lượng chạy dao lớn nhất s max = 1 (vg/ph) => công bội : 26,1 1,0 1 10 ≈= ϕ Chuỗi số lượng chạy dao tra theo chuỗi số vòng quay cơ sở ta có: 0,1 – 0,125 – 0,16 – 0,2 – 0,315 – 0,4 – 0,5 – 0,63 – 0,8 – 1. 2.2 Thiết kế động học hộp tốc độ : 2.2.1 Thiết kế phương án không gian (PAKG) : * Tính số nhóm truyền tối thiểu : Gọi x là số nhóm truyền tối thiểu ta có : x 4 1 ≤ đc n n min ; với n min = 42,5(vg/ph) còn n đc = 1450 (vg/ph) => x ≥ log         5,42 1450 4 ≈ 2,55 => x = 3 do đó ta có các phương án không gian là : Z = 3 x 2 x 2 ( Phương án 1 ) Z = 2 x 3 x 2 ( Phương án 2 ) Z = 2 x 2 x 3 ( Phương án 3 ) * So sánh để chọn PAKG : - Số trục trong hộp tốc độ : S tr = x + 1 = 3 + 1 = 4 (trục) - Số bánh răng trong hộp tốc độ : S br = 2 ∑ = n x x P 1 + Phương án 1 : S br = 2.( 3 + 2 + 2 ) = 14 + Phương án 2 : S br = 2.( 2 + 3 + 2 ) = 14 + Phương án 3 : S br = 2.( 2 + 2 + 3 ) = 14 - Kích thước chiều dài hộp sơ bộ : L = ∑ b + ∑ f = L h Với b là bề rộng bánh răng còn f là bề rộng các khe hở , do các trục bánh răng bố trí song song nhau nên cả ba phương án điều có kích thước hộp tốc độ như nhau . - Số lượng bánh răng trên trục cuối : + Phương án 1 : 2 bánh răng SVTH : Nguyễn Xuân Hải – Lớp 09C1LT Trang : 8 Đồ án môn học : Máy công cụ + Phương án 2 : 2 bánh răng + Phương án 3 : 3 bánh răng Ta lập bảng so sánh các phương án không gian như sau : Z = 3 x 2 x 2 Z = 2 x 3 x 2 Z = 2 x 2 x 3 Số trục trong HTĐ 4 4 4 Số bánh răng 14 14 14 Kích thước HTĐ L h L h L h Số bánh răng trục cuối 2 2 3 Từ bảng ta thấy phương ánh không gian Z = 3 x 2 x 2 là hợp lý nhất do có số bánh răng trên trục cuối và trục kế trục cuối là ít nhất . 2.2.2 Phân tích và chọn phương án thứ tự (PATT) : * Các phương án thứ tự : Hộp tốc độ có 3 nhóm truyền do đó có 3! = 6 Phương án thứ tự ( PATT) như sau : - Phương án thứ tự : (1) (2) (3) - Phương án thứ tự : (1) (3) (2) - Phương án thứ tự : (2) (3) (1) - Phương án thứ tự : (2) (1) (3) - Phương án thứ tự : (3) (1) (2) - Phương án thứ tự : (3) (2) (1) * Phân tích chọn phương án thứ tự : Ta so sánh các PATT để rút ra PATT tốt nhất : SVTH : Nguyễn Xuân Hải – Lớp 09C1LT Trang : 9 Đồ án môn học : Máy công cụ - Phương án thứ tự: (1) (2) (3) (1) (2) (3) (4) n 1 n 12 - Phương án thứ tự : (1) (3) (2) (1) (2) (3) (4) n 1 n 12 SVTH : Nguyễn Xuân Hải – Lớp 09C1LT Trang : 10 [...]... 6122 => Cụng sut ng c in : N c = Nc 4 = = 5 ( KW) 0.8 Cụng sut chy dao : N cd = k N c = 0,04 5 = 0,2 (KW) SVTH : Nguyn Xuõn Hi Lp 09C1LT Trang : 34 ỏn mụn hc : Mỏy cụng c M mỏy khoan hp chy dao khụng cú ng c do ú ta dựng ng c in truyn ng cho c hp tc v hp chy dao cú cụng sut l : N c = 5 + 0,2 = 5,2 (KW) Tra s tay ta chn c ng c in khụng ng b ba pha cú rụ to on mch cú kớ hiu l A02 42 4 cú cụng sut... 950 57 25 2 5,5 475 110 30 3 5,3 170 300 40 4 5,1 42,5 1150 60 SVTH : Nguyn Xuõn Hi Lp 09C1LT Trang : 33 ỏn mụn hc : Mỏy cụng c 3.2 Tớnh chn cụng sut ng c in : Cụng sut ct : Nc= M c n 6122 ; [KW] Trong ú M c l mụ men ct [KG.m] ; n l s vũng quay ca trc chớnh [vg/ph] Tra s tay gia cụng c ta cú : * Mụmen ct : M c = C m D q S y K p m m ; [KG.m] Tra bng ta c : C m = 0,0345 ; q m = 2 ; y m = 0,8 ; S=... quỏ trỡnh ct vi nguyờn cụng khoan thỡ c1 c 2 = 0,2 + k , k : l h s ph thuc vo hỡnh dỏng, kớch thc nh hng n ng sut ca trc i vi trc chớnh ca mỏy cụng c thỡ k = k = 1,8 + M uc = M u max õy M u max l mụmen un ln nht (1 + c1 ) + M xc = M x max õy M x max l mụmen xon ln nht (1 + c 2 ) + 1 l ng sut gii hn mi vi thộp 45 thỡ SVTH : Nguyn Xuõn Hi Lp 09C1LT Trang : 35 ỏn mụn hc : Mỏy cụng c 1 0,5. b = 0,5.600... Tớnh toỏn thit k cm trc chớnh - trc chớnh : Trc chớnh mỏy khoan gm phn trc rng mang bỏnh rng v phn trc c cú x rnh then hoa Ta thit k phn trc rng @Tớnh toỏn ng kớnh trc theo bn: Vỡ trc chớnh ca mỏy khoan khụng ch chu xon m cũn chu un bi cỏc lc ct tỏc ng trờn nú gõy ra Trng hp ny ta khụng th tớnh toỏn theo cỏch thụng thng nh trờn c m tớnh theo cụng thc Atserkan nh sau: 1 + k c 2 ) M xc ] 2 s (1 4... ỏn mụn hc : Mỏy cụng c - Phng ỏn th t : (2) (1) (3) (1) (2) (3) n1 n12 (4) - Phng ỏn th t : (2) (3) (1) (1) (2) (3) n1 SVTH : Nguyn Xuõn Hi Lp 09C1LT n12 (4) Trang : 11 ỏn mụn hc : Mỏy cụng c - Phng ỏn th t : (3) (1) (2) (1) (2) (3) n1 n12 (4) - Phng ỏn th t : (3) (2) (1) : (1) (2) (3) n1 SVTH : Nguyn Xuõn Hi Lp 09C1LT n12 (4) Trang : 12 ỏn mụn hc : Mỏy cụng c Nhỡn vo 6 li kt cu ta... Mỏy cụng c Z 1 + Z '1 = Z 3 + Z '3 Z1 + Z '7 = Z 3 + Z 6 => Z '1 (1 + i1 ) = Z '3 (1 + i3 ) Z '1 (1 + 1 1 ) = Z '3 (1 + ) i7 i6 1 + i1 1 + i3 = => 1 + 1 1 + 1 i7 i6 => i7 = (1 + i3 ).i6 (1 + i1 ).(1 + i6 ) i6 i6 i3 Vỡ chui n ca trc 3 phõn b theo qui lut cp s nhõn, nờn ta cú: n1 : n2 : n3 : n12 = 1 : : 2 : 12 Da vo h thng 12 phng trỡnh s vũng quay trờn, ta tớnh cỏc t s truyn trong tng nhúm vi cụng... mụn hc : Mỏy cụng c Trờn c s bng sai s vũng quay c thit lp trờn ta v c th sai s lng chy dao nh sau : s lng chy dao cho phộp l :Sai S [%] = 10( 1) = 10(1,26 1) = 2,6 % 3 2 1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 lg(n) -1 -2 -3 Da vo th ta thy sai s lng chy dao nm trong khong cho phộp vy cỏc bỏnh rng ó tớnh toỏn ó thừa món iu kin SVTH : Nguyn Xuõn Hi Lp 09C1LT Trang : 30 ỏn mụn hc : Mỏy cụng c Phn... 110 Trc trung gian th 1 ( trc 2 ) : * Mụ men xon : SVTH : Nguyn Xuõn Hi Lp 09C1LT Trang : 31 ỏn mụn hc : Mỏy cụng c Bỏnh rng ta dựng trong hp tc l bỏnh rng tr rng thng v hiu sut ca b truyn ny l = 0,97 ( hp tc c che kớn ) ,v trờn trc lp mt cp ln , hiu sut ca mt cp ln l l = 0,99 => Cụng sut ca trc 2 l : N 2 = N v = 5,7.0,97.0,99 5,5 KW Nhỡn vo th s vũng quay ta thy trc 2 thc hin 3 s vũng... ca mt cp ln l l = 0,99 Cụng sut ca trc 3 l : N 3 = N 3 = 5,5.0,97.0,99 5,3 KW Nhỡn vo th s vũng quay ta thy trc 3 thc hin 6 s vũng quay khỏc nhau do ú ta chn s vũng quay nh nht tớnh mụ men xon vỡ nu vi s vũng quay ny m trc bn thỡ s vũng quay ln hn chc chn trc s bn V s vũng quay nh nht l n 2 = 170 (vg/ph) SVTH : Nguyn Xuõn Hi Lp 09C1LT Trang : 32 ỏn mụn hc : Mỏy cụng c => Mụ men xon ln nht... nờn chn theo tr s tiờu chun ca dóy s Renard 40 , tc l : i = 1,06 E ( E l s nguyờn õm hay dng ) Trong cỏc mỏy cụng c thỡ gii hn ca t s truyn thng dựng l : 1 i 2 4 1 i 2,8 + i vi hp chy dao : 5 + i vi hp tc : * V th s vũng quay : SVTH : Nguyn Xuõn Hi Lp 09C1LT Trang : 13 ỏn mụn hc : Mỏy cụng c Trờn c s li kt cu ó c chn v nhng phõn tớch trờn ,ta v th s vũng quay th hin mi quan h ca s vũng quay . Đồ án môn học : Máy công cụ THIẾT KẾ MÁY KHOAN ĐỨNG DỰA TRÊN CƠ SỞ MÁY KHOAN K135 Phần 1 : PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN 1.1 Máy chuẩn : máy K135 với các thông số như sau : Đặc tính kỹ thuật Máy khoan. Phương án 1 : 2 bánh răng SVTH : Nguyễn Xuân Hải – Lớp 09C1LT Trang : 8 Đồ án môn học : Máy công cụ + Phương án 2 : 2 bánh răng + Phương án 3 : 3 bánh răng Ta lập bảng so sánh các phương án không. Trang : 6 Đồ án môn học : Máy công cụ Phần 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY 2.1 Tính toán các thông số động học cơ bản của máy : 2.1.1 Thông số động học @Với hộp tốc dộ:: * Với máy chuẩn