Thuyết minh đồ án máy công cụ

Đồ án máy công cụ thiết kế máy khoan tham khảo máy 2A135

Lời nói đầu Máy cắt kim loại chiếm một vị trí đặc biệt trong nghành chế tạo máy để sản xuất ra các chi tiết của các máy khác, nghĩa là chế tạo ra t liệu sản xuất (chế tạo ra các máy móc khác nhau để cơ khí hóa và tự động hóa nền kinh tế quốc dân). Hiện nay ở nớc ta nhu cầu về sản xuất công nghiệp và đời sống ngày càng tăng. Vì vậy yêu cầu phải thiết kế chế tạo ra các máy cắt kim loại vạn năng, chuyên dùng tự trang tự chế có năng suất cao, bảo đảm độ chính xác, độ ổn định và độ tin cậy. Nguyên lý làm việc của máy hiện đại. Kết cấu máy đơn giản tới mức có thể, có tính kinh tế cao và phù hợp với điều kiện chế tạo, sử dụng của từng cơ sở (công nghiệp trung ơng, công nghiệp địa phơng và nông nghiệp). Mặt khác do yêu cầu sử dụng hết tính năng kỹ thuật của các loại máy công cụ hiện có trong nớc ta, mỗi cán bộ kỹ thuật phải nắm đợc kiến thức thiết kế phổ thông về các loại máy này tạo điều kiện cải tiến và hiện đại hóa máy. Đồ án môn học thiết kế máy cắt kim loại giúp cho học viên nắm đợc các kiến thức cơ sở trong thiết kế máy, tạo điều kiện vận dụng thực tế sau này đồng thời giúp học viên tích lũy đợc các kiến thức cơ bản trong nghành chế tạo máy. Nhờ sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy trong bộ môn Chế tạo máy đồ án môn học đã hoàn thành đúng tiến độ. Song do thời gian hạn chế và khả năng còn có hạn nên đồ án đợc hoàn thành với chất lợng cha cao, em mong đợc sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy giúp em hoàn thành đồ án tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Xuân Hùng, thầy Tạ Trung Chính cùng với các thầy trong bộ môn Chế tạo máy đã tận tình chỉ bảo em trong quá trình hoàn thành đồ án. Hà nội, ngày 05, tháng 01, năm 2013 Ngời thiết kế Sinh Viên: Đặng Việt Đức Phần I: khảo sát máy tiêu chuẩn 2A135 I.mục đích Phân tích u nhợc điểm của máy tiêu chuẩn để kế máy mới. Khảo sát u điểm của máy chuẩn và khắc phục các nhợc điểm của nó Tìm những số liệu và kết cấu có thể dùng vào việc tính toán thiết kế máy mới, làm giảm bớt việt tính toán trong quá trình thiết kế. Với mục đích trên khi thiết kế máy khoan đứng ta dựa vào máy tiêu chuẩn 2A135 II.Tính năng kỹ thuật của máy khoan đứng tiêu chuẩn 2A135 1. Phân tích đặc điểm của máy. - Máy khoan thuộc nhóm thứ 2 trong bảng phân loại máy cắt kim loại. Nguyên lý hoạt động đợc mô tả qua sơ đồ cấu trúc. Chuyển động chính là chuyển động quay tròn của trục chính mang dao.Khâu đầu của xích là động cơ điện khâu cuối cùng là trục chính mang dao. V éC i V S i S Phng trỡnh xớch ng cú dng: = . [vũng/ phỳt] Chuyn ng chy dao l chuyn ng tnh tin dc trc ca nừng trc cựng trc chớnh mang dao khõu u l trc chớnh khõu cui l cp bỏnh rng thanh rng cú thanh rng c ch to lin khi vi nừng trc chớnh. Phng trỡnh xớch ng cú dng: S= 1 vòng . . m . z . [vòng/ phút] - Cấu tạo gồm 6 bộ phận chính: 1 bệ máy được đặt trên móng máy trục chính 4 thẳng đứng , hộp tốc độ 6, hộp chạy dao 5. Khi khoan có thể cho chạy dao tự động hay bằng tay. Chi tiết gia công được gá trên đồ gá trên bàn máy 3. Bàn máy và cụm trục chính có thể chuyển động thẳng đứng theo dẫn hướng trên thân máy 2 2. Thông số kĩ thuật của máy - Đường kính khoan lỗ đặc lớn nhất trên thép C45 là : - Công suất của động cơ : N= 3.5 KW - Số cấp tốc độ của trục chính : Z=9 - Tốc độ quay của trục chính: 68 1100 [ vg/ph] - Lượng chạy dao : S= 0,115 ; 0.15; 0.2 ; 0.25 ; 0.32 ; 0.43 ; 0.57 ; 0.725 ; 0.96 ; 1.22 ; 1.6 [ mm/vg] - Lực khoan dọc trục lớn nhất : P max=15700 N 3. Các xích truyền động trong máy a. Xích truyền động chính: Là chuyển động quay tròn của trục V mang dao bắt nguồn từ động cơ có công suất N= 3,5KW tốc độ quay là 1440 [vg/ph] truyền qua cặp truyền đai 140-178 tới trục I của hộp tốc độ. Chuyển động từ trục I được chuyền đến trục II thông qua 1 trong 3 cặp bánh răng 27-55, 34- 48, 21-61. Chuyển động từ trục II được chuyền đến trục III thông qua cặp ăn khớp 34-48. Chuyển động từ trục III đến trục IV thông qua các bánh răng ăn khớp là 17-68, 65-34, 35-50. Từ đó chuyển động được truyền đến trục chính V bằng mối ghép then hoa. Phương trình xích động: n =1440. . 0.985 . [vòng/ phút] b. Xích chạy dao: Là chuyển động tịnh tiến của trục chính dọc theo đường tâm của nó. Khâu đầu là trục V khâu cuối là là cặp bánh răng thanh răng. Chuyển động được truyền từ trục V tới trục VI thông qua các cặp bánh răng 27- 50, 27-50 chuyển đông được truyền từ trục VI tới trục VII qua các cặp bánh răng 21-60. 25-56, 30-51 và từ trục VII tới trục VIII là các bánh răng 21 -60 , 35 – 46, 51- 30, 60-21 từ trục VIII sang trục IX nhờ ly hợp an toàn M 1 và qua ly hợp M 2 qua cặp trục vít bánh vít 1-47 tới trục X, chuyển quay tròn của bánh răng 14 làm nõng trục chuyển động tịnh tiến theo đường tâm của nó. Phương trình xích động Sơ đồ động của máy khoan 2A135 Φ 1 4 0 Φ 1 7 8 N = 4 , 5 K W n = 1 4 4 0 v g / p h 2 7 5 0 5 0 2 7 2 1 2 5 3 0 5 6 5 1 3 5 2 1 6 0 4 6 3 0 6 0 2 1 m = 3 . 5 1 4 1 d . m 4 7 1 d . m 3 2 1 8 m = 2 Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι V V V I V I I V I I I I X X M 1 M 2 M 3 P 1 6 8 3 4 5 0 1 7 6 5 3 5 5 5 6 1 4 8 4 8 3 4 2 7 3 4 2 1 Máy cần thiết kế dựa vào máy đã phân tích ở trên. PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CHO MÁY MỚI I. THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ Các số liệu ban đầu : - Đường kính khoan lỗ đặc lớn nhất : D max =30mm - Khoảng cách từ tâm trục chính đến mặt trước của thân máy L=200mm - Khoảng cách lớn nhất từ mặt đầu trục chính tới mặt bàn máy H=700mm - Số cấp tốc độ của trục chính Z=9 - Tốc độ quay của trục chính n min =50 vg/ph - Công bội của chuỗi số vòng qua của trục chính =1,41 - Số cấp tốc độ chạy dao Z s =12 - Trị số lượng chạy dao s min =0,115mm/vg - Công bội của chuỗi lượng chạy dao =1,26 - Công suất cắt lớn nhất N max =4,5KW - Lỗ côn trục chính số 3. 1. Các yêu cầu kĩ thuật khi thiết kế hộp tốc độ a. Về chế độ cắt : phải nằm trong phạm vi cho phép Vmin và Vmax Phạm vi diều chỉnh tốc độ cắt R tính theo công thức sau : R= n max = [vg/ph] n min = [vg/ph] b. Về lực cắt .khi gia công chi tiết tốc độ cắt và lực cắt phải thỏa mãn đẳng thức P1 .V1 =P2. V2=const Độ bền độ cứng và độ bền và bền mòn phải nằm trong phạm vi cho phép để hộp tốc độ làm việc chính xác và thời gian phục vụ là cao nhất. c. Về sử dụng máy . điều khiển hộp tốc độ phải đơn giản an toàn ,thuận tiện .quan hệ giữa các cặp bánh răng di trượt giữa 2 trục lân cận phải thỏa mãn cặp bánh răng thứ nhất ra khớp hoàn toàn thì cặp bánh răng thứ 2 mới vào khớp .vị trí của các bánh răng sau khi dịch chỉnh phải ổn định tận dụng mọi điều kiện để hộp tốc độ làm việc với hiệu suất là cao nhất không nhỏ hỏn 80- 90% .muốn vậy phải nâng cao chất lương của các chi tiết bên trong hộp tốc độ ,làm ngắn xích chuyển động đến mức thấp nhất .hộp tốc độ phải làm việc ít ồn bố chí hợp lí dễ quan xát, thay thế và sửa chữa, dễ dàng. 2. Thiết kế động học cho hộp tốc độ: Theo đề ra số cấp tốc độ z=9 ta có các phương án không gian: Z= 3x3, Z= 3x1x3 - Với phương án Z= 3x3. Z = 9 = 3 (I) (1) ×3 (II) (3) Ta có sơ đồ lưới kết cấu và sơ đồ động có dạng. Sơ đồ lưới kết cấu. n n n n n n n n n 1 2 3 4 5 6 8 9 7 II IV III n 0 Sơ đồ động: Ι ΙΙ phương án này số bánh răng trên trục II quá nhiêù và từ đồ thị vòng quay ta thấy lượng mở của 2 tia ngoài cùng khá lớn tuy nhiên vẫn thỏa mãn song đây chưa phải là phưng án tối ưu về không gian máy. Với máy khoan đứng để đảm bảo cho chiều cao của hộp tốc độ là không lớn và đảm bảo độ cứng vững cho các trục: Nếu ta chọn phương án động học là Z =3x3 thì khi đó để đảm bảo cho việc ăn khớp của các bánh răng, thì khi đó chiều dài của các trục là rất lớn, điều này sẽ dẫn tới các trục sẽ khó đảm bảo độ cứng vững trong quá trình làm việc đồng thời làm tăng kích thước của hộp, để giảm chiều dài của trục cũng như giảm kích thước của hộp tốc độ chúng ta có thể thêm vào một trục trung gian . - Ta phân tích công thức không gian :Z= 9= 3 (I) (1) 1 (3) ×3 (II) (3) Lưới kết cấu và đồ thị vòng quay như sau: Lưới kết cấu: Đồ thị số vòng quay: Sơ đồ động của phương án này là: . máy. Đồ án môn học thiết kế máy cắt kim loại giúp cho học viên nắm đợc các kiến thức cơ sở trong thiết kế máy, tạo điều kiện vận dụng thực tế sau này đồng. gá trên đồ gá trên bàn máy 3. Bàn máy và cụm trục chính có thể chuyển động thẳng đứng theo dẫn hướng trên thân máy 2 2. Thông số kĩ thuật của máy - Đường