Đồ án máy tiện T620 (1K62)

PHẦN A: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁYCHƯƠNG I: TÌM HIỂU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT LẬP SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC CỦA MÁY1.1TÌM HIỂU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP TIỆN:Máy tiện là máy cắt kim loại được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí. Máy tiện thường được phân thành máy tiện vạn năng và máy tiện chuyên dùng. Máy tiện vạn năng được phân ra gồm máy tiện phổ thông và máy tiện ren. Còn máy tiện chuyên dùng thì tùy theo công dụng của từng loại máy mà có tên gọi khác nhau. Ví dụ: máy tiện hớt lưng, máy tiện trục khuỷu, máy tiện ren chính xác…Máy tiện vạn năng được sử dụng để thực hiện nhiều công việc khác nhau. Để gia công nhiều loại chi tiết khác nhau như: tiện trong, tiện ngoài, tiện côn, thực hiện gia công các mặt tròn xoay, tiện cắt đứt khoan khoét lỗ, ta rô làm ren… Hiện nay máy tiện có thể gia công được các chi tiết có đường kính từ 95 – 5000 mm, chiều dài từ 125 – 24000 mm.Đối với máy tiện ren vít vạn năng được sử dụng rộng rãi như máy 1K62, 16K20, T6M16,… Khi gia công ren thì máy có thể gia công được các bước ren như sau:Ren Quốc tế từ 1 đến 192 mm;Ren Anh _ ;Ren Pitch (từ 96 đến 1mođun tấc Anh)_ Dp = (1 96), ;Ren mođun(từ 0.5 đến 4.8 mm)_ ;(Đối với máy 1K62)Ngoài ra có thể gia công ren khuếch đại, ren măt đầu, ren chính xác… Còn khi tiện trơn thì người ta có thể tiện mặt trụ, tiện mặt đầu, tiện rãnh, tiện cắt đứt… Vì vậy có chuyển động tiện trơn chạy dao dọc và tiện trơn chạy dao ngang.1.2 CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH VÀ SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC:1.2.1 Các chuyển động tạo hình:Trong máy tiện chuyển động chính là chuyển động quay tròn của phôi tức là trục chính, đây là chuyển động tạo ra tốc độ cắt gọt còn chuyển động của dao theo phương dọc và phương ngang đảm bảo cho dao ăn liên tục vào lớp kim loại, tạo ra năng suất gia công và độ nhẵn bề mặt gia công. Chuyển động chính và chuyển động chạy dao gọi là chuyển động cơ bản trong máy bên cạnh đó còn có những chuyển động khác không trực tiếp cắt gọt nhưng cần phải có như tiến dao nhanh, lùi dao gọi là các chuyển động phụ.Sau đây là các chuyển động cụ thể về công nghệ tiện:1.2.1.1 Tiện bằng dao phá thẳng: Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lượng chạy dao S.Hình 1.11.2.1.2 Tiện bằng dao phá đầu cong: Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lượng chạy dao S.Hình1.21.2.1.3 Tiện bằng dao vai: Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lượng chạy dao S.Hình 1.31.2.1.4 Tiện bằng dao xén mặt đầu: Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; Chuyển động tịnh tiến T3 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S. Hình 1.41.2.1.5 Tiện cắt đứt: Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S. Hình 1.51.2.1.6 Tiện định hình: Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S. Hình 1.61.2.1.7 Tiện định hình: Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S.Hình1.7Ngoài ra máy tiện ren vít vạn năng còn thực được các khả năng công nghệ sau:Hình 1.8 Kết luận: từ trên ta thấy chuyển động tạo hình trên máy gồm mọi chuyển động tương đối giữa phôi và dao trực tiếp tạo ra bề mặt gia công. Các chuyển động tạo hình đơn giản khi các chuyển động độclập với nhau, chuyển động phức tạp khi các chuyển động phụ thuộc nhau trong quá trình tạo hình.Ngoài ra ta cần quan tâm đến một số phương pháp tạo hình bề mặt như phương pháp chép hình, là phương pháp mà trong đó biên dạng lưỡi cắt giống bề mặt cần gia công. Phương pháp bao hình là lưỡi cắt khi chuyển động sẽ tạo ra các bề mặt, đường hoặc điểm luôn luôn tiếp xúc bề mặt gia công, tập hợp tất cả những điểm tiếp xúc này chính là đường sinh bề mặt gia công và bề mặt tạo hình không phụ thuộc vào biên dạng lưỡi cắt và phương pháp cắt theo vết dùng trong máy công cụ điều khiển số.1.2.2 Phân tích các chuyển động Thiết kế sơ đồ kết cấu động học:Để mô tả chuyển động của các loại chuyển động từ nguồn động cơ đến cơ cấu chấp hành khác ta sử dụng sơ đồ kết cấu động học.Để tạo hình bề mặt các chi tiết máy khi gia công chúng bằng phương pháp cắt gọt, máy phải tạo cho phôi và dao các chuyển động tương đối với nhau.Đối với máy tiện khi tạo hình bề mặt cho một chi tiết máy thì máy cũng phải tạo cho phôi chuyển động quay và cho dao chuyển động tịnh tiến. Tùy vào chi tiết mà quy định phương chuyển động của dao, nếu là mặt trụ tròn thì dao chỉ chuyển động tịnh tiến theo phương dọc trục. Còn đối với bề mặt tròn xoay thì chuyển động của dao là tổng hợp của hai phương chuyển động theo hướng trục và hướng tâm. Trong đó mâm cặp và bàn dao là hai cơ cấu chấp hành để thự hiện chuyển động của máy. Mâm cặp được gắn với trục chính để điều chỉnh chuyển động của trục chính thì ta có hộp tốc độ, còn hộp chạy dao để điều chỉnh bàn dao.Để tạo ra chuyển động tương đối giữa dao và phôi thì giữa chúng với nhau hoặc vói nguồn chuyển động phải có mối liên hệ về chuyển động nhất định. Tất cả các khâu liên hệ theo một quy luật nhất định, tạo nên một xích truyền động gọi là xích động.Máy tiện ren vít vạn năng gồm có hai xích động: xích tốc độ và xích chạy daoXích tốc độ:Xích tốc độ từ động cơ qua tỷ số truyền cố định qua hộp tốc độ truyền chuyển động quay cho phôi.Xích chạy dao:Xích chạy dao truyền từ phôi đến hộp tốc độ dến vít me, bàn dao. Xích này truyền chuyển động tịnh tiến cho dao và phối hợp giữa chuyển động quay của phôi và chuyển động tịnh tiến của dao.Ta có các sơ đồ kết cấu động học của máy tiện ren vít vạn năng: Phương án 1: Không có mối lien hệ trực tiếp giữa số vòng quay trục chính và lượng chạy dao nên khó điều chỉnh máy để gia công, cần tìm mối quan hệ của V,S cũng khó khăn.Phương án 2: có mối quan hệ mật thiết giữa tốc độ quay trục chính và lượng chạy dao S nên dễ điều chỉnh chế độ cắt khi gia công các chi tiết khác nhauPhương án 3: sử dụng 2 động cơ nên gây tốn kém, việc bố trí nhiều động cơ làm máy thêm cồng kềnh. Hơn nửa nó cũng không có mối quan hệ trực tiếp giữa tốc độ cắt và lượng chạy dao Chọn phương án 2 là tối ưu hơn cả Từ đó ta có phương trình xích động: Xích tốc độ: Xích cắt ren: Với: : là số vòng quay của động cơ và trục chính; : là tỷ số truyền cố định; :là tỷ số truyền của hộp tốc độ và hộp chạy dao; : là bước ren cần gia công;Từ đó suy ra: ; 1.3TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY:1.3.1 Xác định vận tốc cắt Vc: Đường kính lớn nhất gia công được trên máy: Ta có phạm vi điều chỉnh đường kính chi tiết gia công: ( TK máy cắt kim loại – Nguyễn Ngọc Cẩn)Chọn đường kính nhỏ nhất: Chiều sâu cắt lớn nhất và nhỏ nhất: Với trong trường hợp đối với thép. Chọn Lượng chạy dao lớn nhất và nhỏ nhất: Chọn: Chọn: Xác định vận tốc cắt lớn nhất và nhỏ nhất: Trong đó: T: là tuổi bền dao, đối với dao tiện , chọn T=45 phút. m, x, y, là các số mũ tra bảng (517) STCNCTM. Có: , , , , , , 1.3.2 Xác định số vòng quay tới hạn:Ta có: Sơ bộ ta thấy . Tuy nhiên để xác định được phạm vi diều chỉnh tốc độ trục chính thích hợp nhất trong điều kiện sử dụng thục tế, ta có thể tham khảo phạm vi điều chỉnh tốc độ của máy 1K62 có phạm vi này đã bao hàm cả tốc độ ta đã tính toán ở trên và cũng không sai lệch bao nhiêu, nên ta có thể chọn tốc độ cho máy thiết kế là: 1.3.3 Phạm vi điều chỉnh số vòng quay:Ta có: 1.3.4 Xác định công bội:Do chuỗi số vòng quay được phân bố theo quy luật cấp số nhân nên ta có Theo bảng công bội ta có: Trị số và 2 rất ít dùng. Nó chỉ có ý nghĩa phụ để tính toán các cơ cấu truyền động của nhóm gấp bội, nhóm khuếch đại hoặc hộp tốc độ của những máy lớn.Trị số được dùng ở những máy cần điều chỉnh chính xác chế độ cắt để gia công hàng khối hoặc hàng loạt lớn như ở máy tự động và bán tự động.Trị số được dùng ở những máy có thời gian gia công không lớn hơn nhiều so với thời gian chạy không, và như thế cũng không đòi hỏi phải điều chỉnh chính xác vận tốc cắt. Đối với máy tiện ren vít vạn năng ta cần phải lựa chọn trị số công bội và số cấp tốc độ Z như thế nào để vừa có thể đảm bảo giảm tổn thất vận tốc vừa có thể đảm bảo kết cấu máy không quá phức tạp cồng kềnh (Z càng lớn sụ phân bố các cấp tốc độ càng dày, tổn thất vận tốc nhỏ, nhưng kết cấu máy sẽ lớn, phức tạp hơn).Do vậy ở máy vạn năng và tuyệt đại bộ phận máy công cụ dùng thích hợp nhất là vì nó thõa mãn điều kiện sử dụng cần thiết.1.3.5 Xác định số cấp tốc độ:Số cấp tốc độ: Do Z là số nguyên và cần lấy bằng bội số của 2 và 3, vì truyền động trong hộp tốc độ thường do những khối bánh răng có 2, 3 hoặc bánh răng thực hiện, nên chọn Z=24.Tốc độ của hộp tốc độ lần lượt có các vòng quay cần thiết kế theo tiêu chuẩn như sau: Dựa vào bảng II2 TK máy cắt kim loại ta chọn số vòng quay tiêu chuẩn: ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .Vậy ta phải thiết kế hộp tốc độ có đủ 23 cấp tốc độ trên.1.3.6 Xác định bảng ren cho hộp chạy dao: Máy tiện ren vít vạn năng dùng để tiện ren theo yêu cầu phải tiện được cả Ren hệ quốc tế, hệ Anh, Ren mođun, Ren hệ Pid.Dựa vào đường kính chi tiết có thể gia công từ dmax dmin tra theo bảng bước ren tiêu chuẩn, hoặc ta có thể lấy trị số bước ren của máy thiết kế tương đương là máy 1K62 ta có bước ren mà hộp chạy dao máy cần kế phải gia công được là:Ren Quốc tế: t = 1; 1.25; 1.5; 1.75; 2; 2.25; 2.5; 3; 3.5; 4; 4.5 ; 5; 5.5; 6; 7; 8; 9 ; 10; 11; 12 mm.Ren Anh: có số vòng ren trên 1 tấc Anh là :n= = 24; 20 ; 19; 18; 16 ; 14 ; 12; 11; 10; 9 ; 8 ;7 ; 6; 5; 4 ; 4; 3 ; 3 ; 3; 2.Ren mođun : m = = 0.5; 1; 1.25; 1.5; 1.75; 2; 2.25; 2.5; 3.Ren Pids Dp= = 96; 88 ; 80 ; 72; 64 ; 56; 48; 44; 40 ; 36 ; 32 ; 28; 24 ; 22 ; 20 ; 18; 16; 14 ; 12 ; 11 ;10 ; 9 ; 8 ; 7.1.3.7 Xác định lực cắt và công suất động cơ điện: 1.3.7.1 Chọn chế độ cắt thử:Theo máy tương đương T620 ta có các chế độ thử :a.Thử có tải:Ta chọn chế độ thử công suất với chi tiết có =115, , bằng thép 45, HB=207, dao tiện thường P18, chế độ cắt: n = 40(vph), s = 1.4 (mmv), t = 6(mm), thì được Pzmax và Mxmax, quá tải 25% trong thời gian ngắn.b.Thử với Pz và Mx bằng 23 giá trị cực đại:Chi tiết bằng thép 45, ;Dao P18, chế độ cắt: n= 63(vph), s = 0.75 1.56 (mmv), t = 5(mm), chạy với mọi bánh răng Norton, tiện mỗi lần dài l < 40. Kiểm tra li hợp ma sát và li hợp an toàn không bị trượt.c.Thử công suất N:Chi tiết , , bằng thép 45 có tì mũi nhọn; Dao T15K6, chế độ cắt: n = 400(vph), s = 0.39 (mmv), t = 5(mm).d.Thử độ bóng:Chế độ , , bằng thép 45, dao P18, , , , láng không có vết nham nhở, khỏa mặt, , dao P18, , , e.Thử chạy không:Thử với mọi tốc độ, thời gian 40 phút, với phút và với mọi lượng chạy dao S, nhiệt độ ở ổ trục chính < 80oC, các ổ khác < 50oC.1.3.7.2 Xác định lực cắt và công suất động cơ dẫn động trục chính:Lực tác dụng vào phôi trong quá trình cắt gọt là Với: Pz : lực tiếp tuyến trùng với phương chuyển động cắt chính.Py: lực hướng kính dọc theo trục dao.Px: Lực chạy dao theo chiều trục của chi tiết.Trong đó lực cắt Pz: xác định tải trọng động của cơ cấu hộp tốc độ và tạo nên công suất chủ yếu. Hình1.10 Sơ đồ lực cắtVới máy tiện gia công chi tiết được xác định dựa vào bảng (II3)(TK Máy Cắt Kim Loại – Nguyễn Ngọc Cẩn)cxyĐơn vịPx6501.20.65P(N)Py12500.90.75S(mmvòng)Pz20001.00.75t (mm) = C tx syCông suất cắt: lực cắt (N).V tốc độ cắt (mph).a. Chế độ cắt thử có tải: Lực tiếp tuyến : Pz = C tx syVới C = 2000, t = 6, s = 1.4 , x = 1 , y = 0.75Pz = 2000 61 1.40.75 = 15444.6 N b.Thử với Pz và Mx bằng 23 giá trị cực đại: Lực tiếp tuyến : Pz = C tx syVới C = 2000, t = 5, s = 1, x = 1, y = 0.75Pz = 2000 51 10.75 = 10000 N c.Thử công suất N: Ta có lực hướng trục:Px = C tx syVới: C = 650, t = 5 , s = 0.39 , x = 1.2 , y = 0.65Px = 650 51,2 0.390.65 = 1559.2 N Lực hướng kính:Py = C tx syVới : C = 1250 , t = 5 , s = 0.39 , x = 0.9 , y = 0.75Py = 12500.9 0.390.75 = 3310.16N Lực tiếp tuyến : Pz = C tx syVới C = 2000, t = 5, s = 0.39, x = 1, y = 0.75Pz = 2000 51 0.390.75 = 4935 NÞ Pc = = = 5160 N Từ 3 công suất trên ta lấy Ncmax = 7.9 kw thường Nc= (70 80)% Nđc nên ta có: 1.3.7.3 Xác định lực cắt và công suất động cơ dẫn động hộp chạy dao:Lực chạy dao tính theo công thức:Q = k Px + f (Pz + G)(II38) – 1 Với: k: hệ số tăng lực ma sát do Px tạo nên mô mem lật: k =1.15 G: trọng lượng phần dịch chuyển G = 200kg » 2000 N f = 0.15 0.18 chọn f = 0.16Công suất chạy dao tính theo công thức: Với: Vs : vận tốc chạy dao (mph); Vs= s.n : Hiệu suất chung của cơ cấu chạy dao, thường rất thấp , chọn = 0.175.Xét từng chế độ cắt thử:a.Chế độ cắt thử có tải:Q = 1.15 5070 + 0.16 (15444.6 +2000) = 8621.636 (N)Với Px = 650 61.2 1.40.65 = 5070 N b. Thử với Pz và Mx bằng 23 giá trị cực đại:Q = 1.153250 + 0.16 (1000 +2000) = 5657.5 (N)Với Px = 650 51.2 10.65 = 3250 N c.Thử với chế độ thử công suất:Q = 1.15 1559 + 0.16 (4935.1 +2000) = 2902.45 (N)Với Px = 650 51.2 10.65 = 1559 N Từ 3 công suất trên ta chọn công suất : Ns= 0.042 KwCông suất cần thiết để thiết kế của động cơ điện trên máy là :Nđc =Nđc +Nđs = 9.875+0.045 = 9.92 (kw)Để đảm bảo công suất ta chọn động cơ điện trên máy có công suất lớn hơn công suất tính toán một ít.Theo tiêu chuẩn ta chọn động cơ có công suất Nđc = 10 (kw).Có n = 1450 (vph)1.4BẢNG CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CẦN THIẾT KẾ :Số vòng quay trục chínhnmin nmax12.5 2000VòngphútPhạm vi điều chỉnh số vòng quayRn160Chiều sâu cắttmin tmax1.28 5.158mmvòngLượng chạy daosmin smax0.07 0.7mphútCông bội 1.26Số cấp tốc độZ23cấpTốc độ cắtvmin vmax15.7 315KwCông suất cắtNc9.875KwCông suất chạy daoNcd0.045KwCông suất tổng cộngNđc10Kw Chương II: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY2.1 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỘP TỐC ĐỘ:Ta thiết kế hộp tốc độ với các thông số đã tính toán sau: Số vòng quay giới hạn:12.5 2000 Phạm vi điều chỉnh số vòng quay: Rn=160 Công bội : Số cấp tốc độ : Z=242.1.1Lập phương án không gian (PAKG) :Với số cấp tốc độ: Z = 24 ta có:Thiết kế các phương án thứ tự:Z = Pa.Pb.Pc.. .Pw Số nhóm truyền tối thiểu: Với là tỷ số truyền giới hạn, giả sử tất cả các nhóm truyền đều có tỷ số truyền giới hạn là cho máy công cụ, ta chọn nđc=1450(vp): Vì i là số nguyên nên số nhóm truyền tối thiểu trong hộp tốc độ là i=4Ta có cách bố trí các phương án không gian ứng với z = 24 như sau :Z = 24 = 2 x 2 x 2 x 3 = 2 x 2 x 3 x 2 = 2 x 3 x 2 x 2 = 3 x 2 x 2 x 2 = 4 x 3 x 2 = 4 x 2 x 3 = 3 x 4 x 2 = 3 x 2 x 4 = 2 x 2 x 6 = 2 x 6 x 2=6 x 2 x 2Vì số nhóm truyền tối thiểu là i = 4 nên ta chỉ chọn được các phương án sau để so sánh :2 x 2 x 2 x 3 ; 2 x 2 x 3 x 2 ; 2 x 3 x 2 x 2; 3 x 2 x 2 x 2 . Trong các phương án không gian trên ta phải chọn phương án không gian hợp lý. Một phương án không gian tốt thì phải thỏa mãn các yêu cầu sau :Số bánh răng trong hộp là ít nhất: Số trục của hộp là : = (i +1) Chiều dài sơ bộ của hộp là ngắn nhất: Với: b Chiều rộng bánh răng. f Khoảng hở giữa hai bánh răng.TTYếu tố so sánh2x2x2x32x2x3x22x3x2x23x2x2x21Số bánh răng di trượt max trong một nhóm pi33332Tổng số bánh răng181818183Tổng số trục55554Số bánh răng chịu Mxmax32225Chiều dài bé nhất của hộp18B +17f18B +17f18B +17f18B +17f6Các cơ cấu đặc biệtGiả sử chúng phân bố liền một khối.Bảng 2.1 So sánh phương án không gianCăn cứ vào bảng so sánh ta thấy phương án không gian 2 x 3 x 2 x 2 là tối ưu nhất do những nguyên nhân sau:+ Số lượng bánh răng chịu mô men xoắn ở các trục cuối (hoặc ở gần cuối) ít nhất vì tốc độ giảm dần tới nmin nên có Mxmax nên yêu cầu kích thước trục lớn, kết cấu không tối ưu khi có nhiều bánh răng trên trục này. Do đó ta loại phương án 2 x 2 x 2 x 3 và 2 x 2 x 3 x 2.+ Trên trục đầu thường gắn thêm ly hợp ma sát hoặc cơ cấu điều khiển cho nên số bánh răng của trục đầu thường nhỏ. Từ đó ta loại phương án 3 x 2 x 2 x 2. Do đó ta chọn phương án không gian 2 x 3 x 2 x 2 là thích hợp nhất. 2.1.2Phương án thứ tự (PATT):Như ta đã biết với một phương án bố trí không gian đã cho, ta có thể có nhiều phương án thay đổi thứ tự khác nhau. Mỗi phương án thứ tự được thể hiện một lưới kết cấu và từ đó ta tìm một lưới kết cấu phù hợp nhất .Với mục đích tìm ra được một phương án thay đổi sự ăn khớp của các bánh răng trong nhóm truyền thích hợp nhất và tìm ra quy luật phân phối tỷ số truyền trong nhóm .Với phương án không gian là: 2 x 3 x 2 x 2 thì số phương án thứ tự là: 4 = 24. Với 24 PATT ta phải chọn một phương án thích hợp. Ta lập bảng để so sánh: BẢNG CÁC PHƯƠNG ÁN THỨ TỰPAKG2x3x2x22x3x2x22x3x2x22x3x2x2PATTI II III IVI III II IVI IV II IIII IV III IIX Rgh PATTI II IV IIII III IV IIII I III IVII III I IVX Rgh PATTII IV III III IV I IIIII III IV III I IV IIIX Rgh PATTIII I II IVIII I IV IIIII II I IVIII II IV IX Rgh PATTIII IV I IIIII IV II IIV I II IIIIV I III IIX Rgh PATTIV II I IIIIV II III IIV III I IIIV III II IX Bảng 2.2 Các phương án thứ tự Từ bảng các phương án thứ tự ta thấy tất cả các phương án đều có phạm vi điều chỉnh Rgh max > 8 mà điều kiện để thỏa mãn đối với hộp tốc độ là Rgh max vì . Một phương án thứ tự tốt là phương án có tỷ số truyền trong các nhóm truyền nằm trong giới hạn cho phép, lượng mở biến đổi từ từ tăng dần từ trục đầu đến trục cuối tọa thành lưới có hình rẽ quạt sẽ cho ta kết cấu máy nhỏ gọn hơn. Vì vậy ta phải tìm cách giảm lượng mở xuống sao cho thỏa mãn Rgh max . Trong các phương án thứ tự ở bảng, ta nhận thấy phương án IIIIIIIV là phương án có lượng mở tăng từ từ và tăng một cách đều nhất. Do vậy ta chọn phương án thứ tự này. Để thỏa mãn điều kiện Rgh max thì ta phải cho nhóm cuối cùng thu hẹp lượng mở, tức là giảm đặc tính nhóm cuối từ 12 xuống 6. Lúc đó ta làm trùng 6 cấp tốc độ. Để đảm bảo 24 cấp tốc độ trục chính ta phải tạo ra một đường truyền phụ để

ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính PHẦN A: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY CHƯƠNG I: TÌM HIỂU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT LẬP SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC CỦA MÁY 1.1 TÌM HIỂU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP TIỆN: Máy tiện là máy cắt kim loại được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí. Máy tiện thường được phân thành máy tiện vạn năng và máy tiện chuyên dùng. Máy tiện vạn năng được phân ra gồm máy tiện phổ thông và máy tiện ren. Còn máy tiện chuyên dùng thì tùy theo công dụng của từng loại máy mà có tên gọi khác nhau. Ví dụ: máy tiện hớt lưng, máy tiện trục khuỷu, máy tiện ren chính xác… Máy tiện vạn năng được sử dụng để thực hiện nhiều công việc khác nhau. Để gia công nhiều loại chi tiết khác nhau như: tiện trong, tiện ngoài, tiện côn, thực hiện gia công các mặt tròn xoay, tiện cắt đứt khoan khoét lỗ, ta rô làm ren… Hiện nay máy tiện có thể gia công được các chi tiết có đường kính từ 95 – 5000 mm, chiều dài từ 125 – 24000 mm. Đối với máy tiện ren vít vạn năng được sử dụng rộng rãi như máy 1K62, 16K20, T6M16,… Khi gia công ren thì máy có thể gia công được các bước ren như sau: - Ren Quốc tế từ 1 đến 192 mm; - Ren Anh _ p t n 4.25 = ; - Ren Pitch (từ 96 đến 1mođun/ tấc Anh)_ Dp = (1- 96), p p tm D π × == 4.254.25 ; - Ren mođun(từ 0.5 đến 4.8 mm)_ mt p ×= π ; (Đối với máy 1K62) Ngoài ra có thể gia công ren khuếch đại, ren măt đầu, ren chính xác… Còn khi tiện trơn thì người ta có thể tiện mặt trụ, tiện mặt đầu, tiện rãnh, tiện cắt đứt… Vì vậy có chuyển động tiện trơn chạy dao dọc và tiện trơn chạy dao ngang. 1.2 CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH VÀ SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC: 1.2.1 Các chuyển động tạo hình: Trong máy tiện chuyển động chính là chuyển động quay tròn của phôi tức là trục chính, đây là chuyển động tạo ra tốc độ cắt gọt còn chuyển động của dao theo phương dọc và phương ngang đảm bảo cho dao ăn liên tục vào lớp kim loại, tạo ra năng suất SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 1 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính gia công và độ nhẵn bề mặt gia công. Chuyển động chính và chuyển động chạy dao gọi là chuyển động cơ bản trong máy bên cạnh đó còn có những chuyển động khác không trực tiếp cắt gọt nhưng cần phải có như tiến dao nhanh, lùi dao gọi là các chuyển động phụ. Sau đây là các chuyển động cụ thể về công nghệ tiện: 1.2.1.1 Tiện bằng dao phá thẳng: - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lượng chạy dao S. Hình 1.1 1.2.1.2 Tiện bằng dao phá đầu cong: - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lượng chạy dao S. SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 2 S T 2 Q 1 n S T 2 Q 1 n ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính Hình1.2 1.2.1.3 Tiện bằng dao vai: - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lượng chạy dao S. Hình 1.3 1.2.1.4 Tiện bằng dao xén mặt đầu: - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T3 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S. Q 1 n S T 3 Hình 1.4 SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 3 S T2 Q 1 n ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính 1.2.1.5 Tiện cắt đứt: - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S. Hình 1.5 1.2.1.6 Tiện định hình: - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S. Hình 1.6 1.2.1.7 Tiện định hình: SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 4 S T 2 Q 1 n Q 1 n S T 2 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S. Hình1.7 Ngoài ra máy tiện ren vít vạn năng còn thực được các khả năng công nghệ sau: SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 5 Q 1 n S T 2 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính Hình 1.8 SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 6 S S S S S S S S A A ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính Kết luận: từ trên ta thấy chuyển động tạo hình trên máy gồm mọi chuyển động tương đối giữa phôi và dao trực tiếp tạo ra bề mặt gia công. Các chuyển động tạo hình đơn giản khi các chuyển động độclập với nhau, chuyển động phức tạp khi các chuyển động phụ thuộc nhau trong quá trình tạo hình. Ngoài ra ta cần quan tâm đến một số phương pháp tạo hình bề mặt như phương pháp chép hình, là phương pháp mà trong đó biên dạng lưỡi cắt giống bề mặt cần gia công. Phương pháp bao hình là lưỡi cắt khi chuyển động sẽ tạo ra các bề mặt, đường hoặc điểm luôn luôn tiếp xúc bề mặt gia công, tập hợp tất cả những điểm tiếp xúc này chính là đường sinh bề mặt gia công và bề mặt tạo hình không phụ thuộc vào biên dạng lưỡi cắt và phương pháp cắt theo vết dùng trong máy công cụ điều khiển số. 1.2.2 Phân tích các chuyển động -Thiết kế sơ đồ kết cấu động học: Để mô tả chuyển động của các loại chuyển động từ nguồn động cơ đến cơ cấu chấp hành khác ta sử dụng sơ đồ kết cấu động học. Để tạo hình bề mặt các chi tiết máy khi gia công chúng bằng phương pháp cắt gọt, máy phải tạo cho phôi và dao các chuyển động tương đối với nhau. Đối với máy tiện khi tạo hình bề mặt cho một chi tiết máy thì máy cũng phải tạo cho phôi chuyển động quay và cho dao chuyển động tịnh tiến. Tùy vào chi tiết mà quy định phương chuyển động của dao, nếu là mặt trụ tròn thì dao chỉ chuyển động tịnh tiến theo phương dọc trục. Còn đối với bề mặt tròn xoay thì chuyển động của dao là tổng hợp của hai phương chuyển động theo hướng trục và hướng tâm. Trong đó mâm cặp và bàn dao là hai cơ cấu chấp hành để thự hiện chuyển động của máy. Mâm cặp được gắn với trục chính để điều chỉnh chuyển động của trục chính thì ta có hộp tốc độ, còn hộp chạy dao để điều chỉnh bàn dao. Để tạo ra chuyển động tương đối giữa dao và phôi thì giữa chúng với nhau hoặc vói nguồn chuyển động phải có mối liên hệ về chuyển động nhất định. Tất cả các khâu liên hệ theo một quy luật nhất định, tạo nên một xích truyền động gọi là xích động. Máy tiện ren vít vạn năng gồm có hai xích động: xích tốc độ và xích chạy dao - Xích tốc độ: SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 7 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính Xích tốc độ từ động cơ qua tỷ số truyền cố định qua hộp tốc độ truyền chuyển động quay cho phôi. - Xích chạy dao: Xích chạy dao truyền từ phôi đến hộp tốc độ dến vít me, bàn dao. Xích này truyền chuyển động tịnh tiến cho dao và phối hợp giữa chuyển động quay của phôi và chuyển động tịnh tiến của dao. Ta có các sơ đồ kết cấu động học của máy tiện ren vít vạn năng: 6 7 Så âäö 1 8 t x 3 2 1 ÂC i s 5 i v 4 Så âäö 2 3 2 1 i v i s 6 5 ÂC 4 7 t x SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 8 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính Så âäö 3 4 ÂC2 6 5 t x i s 3 i v ÂC1 1 2 T Q Phương án 1: Không có mối lien hệ trực tiếp giữa số vòng quay trục chính và lượng chạy dao nên khó điều chỉnh máy để gia công, cần tìm mối quan hệ của V,S cũng khó khăn. Phương án 2: có mối quan hệ mật thiết giữa tốc độ quay trục chính và lượng chạy dao S nên dễ điều chỉnh chế độ cắt khi gia công các chi tiết khác nhau Phương án 3: sử dụng 2 động cơ nên gây tốn kém, việc bố trí nhiều động cơ làm máy thêm cồng kềnh. Hơn nửa nó cũng không có mối quan hệ trực tiếp giữa tốc độ cắt và lượng chạy dao  Chọn phương án 2 là tối ưu hơn cả Từ đó ta có phương trình xích động: Xích tốc độ: tcvđc niiin =××× −− 4321 Xích cắt ren: pxs ttiiivòngtc =×××× −− 7654 1 Với: tcđc nn ; : là số vòng quay của động cơ và trục chính; ;; 43 − in đc 7654 ; −− ii : là tỷ số truyền cố định; sv ii ; :là tỷ số truyền của hộp tốc độ và hộp chạy dao; p t : là bước ren cần gia công; Từ đó suy ra: 4321 −− ×× = iin n i đc tc v ; 7654 −− ×× = iit t i x p s 1.3 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY: SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 9 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính 1.3.1 Xác định vận tốc cắt Vc: - Đường kính lớn nhất gia công được trên máy: mmD 400 max = Ta có phạm vi điều chỉnh đường kính chi tiết gia công: )84( min max ÷== D D R D ( TK máy cắt kim loại – Nguyễn Ngọc Cẩn) - Chọn đường kính nhỏ nhất: )(50 8 400 8 max min mm D D === - Chiều sâu cắt lớn nhất và nhỏ nhất: )(1576.54007.0 3 3 maxmax mmDCt =×=×= Với 7.0=C trong trường hợp đối với thép. maxmin 4 1 2 1 tt       ÷= Chọn )(2894.11576.5 4 1 4 1 maxmin mmtt =×== - Lượng chạy dao lớn nhất và nhỏ nhất: maxmax 7 1 3 1 tS       ÷= Chọn:         =×== vòng mm tS 7.01576.5 7 1 7 1 maxmax maxmin 5 1 10 1 SS       ÷= Chọn:         =×== vòng mm SS 0077.0 10 1 10 1 maxmin - Xác định vận tốc cắt lớn nhất và nhỏ nhất: yxm v StT C V minmin max max ×× = yxm v StT C V maxmax min min ×× = Trong đó: T: là tuổi bền dao, đối với dao tiện phútT )6030( ÷= , chọn T=45 phút. SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 10 [...]... phương án thay đổi sự ăn khớp của các bánh răng trong nhóm truyền thích hợp nhất và tìm ra quy luật phân phối tỷ số truyền trong nhóm Với phương án không gian là: 2 x 3 x 2 x 2 thì số phương án thứ tự là: 4! = 24 Với 24 PATT ta phải chọn một phương án thích hợp Ta lập bảng để so sánh: SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 22 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths Trần Minh Chính BẢNG CÁC PHƯƠNG ÁN THỨ... phương án không gian tốt thì phải thỏa mãn các yêu cầu sau : SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 20 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ - GVHD: Ths Trần Minh Chính Số bánh răng trong hộp là ít nhất: S z = 2( p1 + p 2 + p 3 + + p i ) - Số trục của hộp là : S tr = (i +1) - Chiều dài sơ bộ của hộp là ngắn nhất: L = ∑ b + ∑f Với: b - Chiều rộng bánh răng f - Khoảng hở giữa hai bánh răng TT 1 2 3 4 5 6 Yếu tố so sánh... ta loại phương án 3 x 2 x 2 x 2 Do đó ta chọn phương án không gian 2 x 3 x 2 x 2 là thích hợp nhất SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 21 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths Trần Minh Chính 2.1.2 Phương án thứ tự (PATT): Như ta đã biết với một phương án bố trí không gian đã cho, ta có thể có nhiều phương án thay đổi thứ tự khác nhau Mỗi phương án thứ tự được thể hiện một lưới kết cấu và từ đó ta tìm... 0.045 10 Kw Kw Kw Kw SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 m/phút Trang 18 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ SVTH: Lê Anh Khoa GVHD: Ths Trần Minh Chính Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 19 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths Trần Minh Chính Chương II: 2.1 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỘP TỐC ĐỘ: Ta thiết kế hộp tốc độ với các thông số đã tính toán sau: - Số vòng quay giới hạn: 12.5 ÷ 2000 - Phạm vi điều chỉnh số vòng... [1] [ 2] [12] [ 4] [ 2] [1] Bảng 2.2 Các phương án thứ tự SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 23 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths Trần Minh Chính - Từ bảng các phương án thứ tự ta thấy tất cả các phương án đều có phạm vi điều 1 chỉnh Rgh max > 8 mà điều kiện để thỏa mãn đối với hộp tốc độ là R gh max ≤ 8 vì ≤ i ≤ 2 4 Một phương án thứ tự tốt là phương án có tỷ số truyền trong các nhóm truyền nằm... 1.3.6 Xác định bảng ren cho hộp chạy dao: Máy tiện ren vít vạn năng dùng để tiện ren theo yêu cầu phải tiện được cả Ren hệ quốc tế, hệ Anh, Ren mođun, Ren hệ Pid Dựa vào đường kính chi tiết có thể gia công từ d max ÷ dmin tra theo bảng bước ren tiêu chuẩn, hoặc ta có thể lấy trị số bước ren của máy thiết kế tương đương là máy 1K62 ta có bước ren mà hộp chạy dao máy cần kế phải gia công được là: - Ren... Pz: xác định tải trọng động của cơ cấu hộp tốc độ và tạo nên công suất chủ yếu SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 14 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths Trần Minh Chính R Pz Py Px Hình1.10 Sơ đồ lực cắt Với máy tiện gia công chi tiết được xác định dựa vào bảng (II-3) (TK Máy Cắt Kim Loại – Nguyễn Ngọc Cẩn) c 650 1250 2000 Px Py Pz x 1.2 0.9 1.0 y 0.65 0.75 0.75 Đơn vị P(N) S(mm/vòng) t (mm) Px ... 5 6 Yếu tố so sánh Số bánh răng di trượt max 2x2x2x3 3 trong một nhóm pi Tổng số bánh răng 18 Tổng số trục 5 Số bánh răng chịu Mxmax 3 Chiều dài bé nhất của hộp 18B +17f Các cơ cấu đặc biệt Giả sử chúng phân bố liền một khối 2x2x3x2 3 2x3x2x2 3 3x2x2x2 3 18 5 2 18B +17f 18 5 2 18B +17f 18 5 2 18B +17f Bảng 2.1 So sánh phương án không gian Căn cứ vào bảng so sánh ta thấy phương án không gian 2 x 3 x... Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 25 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths Trần Minh Chính 2.1.4Lưới đồ thị vòng quay: Lưới đồ thị vòng quay thể hiện mối quan hệ của số vòng quay với những trị số thực của các tỷ số truyền Đặc điểm của lưới đồ thị vòng quay : - Các đường biểu diễn trục, các điểm biểu thị số vòng quay giống như lưới kết cấu - Các tia thẳng đứng biểu diễn tỷ số truyền i = 1: đồng tốc, nghiêng trái biểu... vì truyền động trong hộp tốc độ thường do những khối bánh răng có 2, 3 hoặc 4 = 2 × 2 bánh răng thực hiện, nên chọn Z=24 Tốc độ của hộp tốc độ lần lượt có các vòng quay cần thiết kế theo tiêu chuẩn như sau: n z = ϕ × n z −1 = n1 × ϕ z −1 SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang 12 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths Trần Minh Chính Dựa vào bảng II-2 TK máy cắt kim loại ta chọn số vòng quay tiêu chuẩn: nmin . 4935 [N] ⇒ Pc = 222 zyx PPP ++ = 222 493533101559 ++ = 5160 [N] ) /(2 .94 1000 4007014.3 1000 phm nd V = ×× == π ⇒ )(9 .7 61200 2.941000 kwN c = × = SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02 Trang. 1.153250 + 0.16 × (1 000 +2 000) = 5657.5 (N) Với P x = 650 × 5 1.2 × 1 0.65 = 3250 [N] )(0 33.0 175.061200 63105.5657 3 kwN đs = × ×× =⇒ − c.Thử với chế độ thử công suất: Q = 1.15 × 1559 + 0.16 × (4 935.1. 207 = HB ; Dao P18, chế độ cắt: n= 63(v/ph), s = 0.75 ÷ 1.56 (mm/v), t = 5(mm), chạy với mọi bánh răng Norton, tiện mỗi lần dài l < 40. Kiểm tra li hợp ma sát và li hợp an toàn không bị trượt. c.Thử