Đồ án thiết kế máy tiện t6m16

Lời nói đầuTrong giai đoạn hiện nay, khi mà đất nước đang tiến hành công cuộc hiện đạihoá các ngành công nghiệp, đặc biệt là đối với ngành công nghiệp chế tạo máy, thìmáy công cụ đóng mộ

Lời nói đầu

Trong giai đoạn hiện nay, khi mà đất nước đang tiến hành công cuộc hiện đạihoá các ngành công nghiệp, đặc biệt là đối với ngành công nghiệp chế tạo máy, thìmáy công cụ đóng một vai trò, vị trí đặc biệt quan trọng để sản xuất ra các chi tiết đểtạo nên các máy khác phục vụ trực tiếp cho các ngành công nghiệp khác Cùng với sựphát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại trên thế giới đã cho ra đời nhiều loại máycông cụ hện đại, ứng dụng thành tựu của công nghệ thông tin tạo nên những máy tựđộng linh hoạt, những máy chuyên dùng thì máy công cụ vẫn chiếm một phần lớnđáng kể trong ngành công nghiệp chế tạo, đặc biệt là đối với các nước đang phát triểnnhư nước ta thì việc sử dụng các máy công cụ kết hợp với các đồ gá chuyên dùng vẫnđang được sử dụng rộng rải và phổ biến có hiệu quả

Chính vì vậy mà việc thiết kế các máy công cụ đối với sinh viên khôngnhững nhằm giúp cho sinh viên tìm hiểu và nắm vững được đặc điểm , tính năngcủa máy và hệ thống hoá các kiến thức tổng hợp đã được học mà còn góp phầnđáng kể vào công cuộc công nghiệp hoá các ngành công nghiệp của đất nước

Đồ án môn học máy công cụ là nội dung không thể thiếu trong nội dung đào tạo đốivới sinh viên ngành chế tạo máy nhằm thực hiện tốt được các yêu cầu và nhiệm vụnêu trên

Với nhiệm vụ được giao là nghiên cứu thiết kế lại máy tiện với các thông số

cụ thể dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy ThS BÙI TRƯƠNG VỸ cùng với sựtìm hiểu và tổng hợp các kiến thức đã được học em đã hoàn thành nhiệm vụ củamình đúng yêu cầu và thời hạn

Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế nên em không tránh khỏi sai sót.Em rấtmong tiếp tục được sự chỉ bảo, góp ý của thầy

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà nẵng, ngày 16 tháng 5 năm 2016

Sinh viên thực hiện

Hồ Hoàng Minh

PHẦN A: PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN

I Đặc tính kỹ thuật máy T6M16:

- Chiều cao tâm máy

- Khoảng cách hai đầu tâm

- Phạm vi tốc độ trục chính

- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công

+ Trên thân máy

- Số dao lắp được trên trục gá dao

- Kích thước dao (rộngxcao)

- Khoảng cách từ mặt tựa dao đến tâm máy

- Khoảng dời chỗ dọc lớn nhất của xe dao

32017570012

No530420x2020

720710

210190

10.05

mmmm[vg/ph]

mmmmmm

moocmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

- Khoảng dời chỗ khi số du xích quay được một vòng

+ Tiến dọc

+ Tiến ngang

- Góc quay lớn nhất của bàn dao trên

- Dịch chuyển lớn nhất của bàn dao

- Độ côn nòng ụ động

- Dịch chuyển dọc lớn nhất của nòng ụ động

- Dịch chuyển ngang lớn nhất của nòng ụ động

- Đường kính tốc kẹp

- Đường kính định tâm của mâm cặp

- Đường kính của phôi lắp trên luynet động

- Đường kính của phôi lắp trên luynet cố định

- Số vòng quay động cơ

- Công suất động cơ

- Khối lượng máy

- Kích thước bao ngoài của máy

45o110

No41001022025015-7515-7514404.5

22258501152

0.06-3.310.04-2.21

0.5-938-20.5-9

mmmmo

mmmoocmmmmmmmmmmmm[vg/ph]KWKg

mmmmmm

mm/vgmm/vg

mm1”mm

Hình 1: Sơ đồ tổng hợp thành máy riêng hộp tốc độ

ĐC

HTC

HTĐ x

27 |=n tc

II.2 Xích chạy dao:

II.2.1 Xích chạy dao tiện ren:

- Phương trình cắt ren:

1vtc.icđ ith.ics.igb.tv = tp

- Máy T6M16 có thể cắt được các loại ren: ren hệ mét Ren hệ Anh và ren modun

+ khi cắt ren hệ met dung các bánh răng thay thế:

+ khi cắt ren hệ Anh dung với các bánh răng thay thế

II.2.2 Xích chạy dao tiện trơn:

- Khi tiện trơn người ta có thể tiện được mặt trụ, khỏa mặt đầu hay cắt đứt…

- Khi tiện trơn dung các bánh răng thay thế

và có trị số lượng chạy dao phù hợp với bảng

II.3 Đồ thị vòng quay:

Các dãy số vòng quay trục chính: [vg/ph]

22.4; 31.5; 45; 63; 90; 125;180; 250; 355; 500; 710; 1000

II.3.1 Lưới kết cấu:

Hình 1.3: lưới kết cấu

II.3.2 Đồ thị vòng quay:

63

- Tia thẳng đứng biểu diễn i=1 (đồng tốc).

- Tia nghiêng trái biểu diễn i<1 (giảm tốc)

- Tia nghiêng phải biểu diễn i>1 (tăng tốc)

 Qua đồ thị vòng quay thấy đa số các tia nghiêng phải, tức tăng tốc

II.4 Một số cơ cấu đặc biệt của máy tiện T6M16:

- Cơ cấu Hacne để tạo ra hai đường truyền nhanh và chậm trong hộp trục chính

Hình 1.5: Cơ cấu Hacne

- Hộp tốc độ và hộp trục chính tách rời nhau

- Cơ cấu an toàn nhằm ngăn ngừa quá tải khi chạy dao dọc hoặc chạy dao ngang

 Một số đặc điểm của máy tiện T6M16:

 Ưu điểm:

+Máy T6M16 có hộp tốc độ và hộp trục chính tách rời nhau, như vậy việc chế tạo đơn giản, truyền động êm, trục chính ít rung động,…Vì thế gia công đạt độ chính xác cao

+ Máy tiện T6M16 tiện được 3 loại ren: hệ mét, hệ Anh, hệ môđun

+ Sử dụng chủ yếu là cơ cấu bánh răng di trượt để điều chỉnh tốc độ nên kích thước chiều trục nhỏ, chế tạo các bánh răng đơn giản

PHẦN B: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY

Ch n theo dãy s tiêu chu n: =1.41 ọn theo dãy số tiêu chuẩn: φ=1.41 ố tiêu chuẩn: φ=1.41 ẩn: φ=1.41 φ:

I.1 Chọn phương án không gian (PAKG)

- C u trúc c a h th ng truy n ấu trúc của hệ thống truyền động: ủa hệ thống truyền động: ệ thống truyền động: ố tiêu chuẩn: φ=1.41 ền động: đội φ: ng:

L y s nhóm truy n t i thi u x=3 ấu trúc của hệ thống truyền động: ố tiêu chuẩn: φ=1.41 ền động: ố tiêu chuẩn: φ=1.41 ểu:

- Các ph ương án không gian: ng án không gian:

Phân b ph ố tiêu chuẩn: φ=1.41 ương án không gian: ng án không gian trên c s các nhóm truy n bánh r ng di ơng án không gian: ở các nhóm truyền bánh răng di ền động: ăng di

Trong ó: Pi- s t s truy n c a nhóm truy n th i đ ố tiêu chuẩn: φ=1.41 ỉ số truyền của nhóm truyền thứ i ố tiêu chuẩn: φ=1.41 ền động: ủa hệ thống truyền động: ền động: ứ i

+ Chi u d i s b c a h p t c ền động: à các số nguyên ơng án không gian: ội φ: ủa hệ thống truyền động: ội φ: ố tiêu chuẩn: φ=1.41 đội φ: :

Lbf

Trong ó: b- Chi u r ng bánh r ng Ch n b = 15(mm) đ ền động: ội φ: ăng di ọn theo dãy số tiêu chuẩn: φ=1.41

f- B r ng các khe h : f = (10÷15) (mm) Ch n f = 12(mm) ền động: ội φ: ở các nhóm truyền bánh răng di ọn theo dãy số tiêu chuẩn: φ=1.41

L = 14.15 + 16.12 = 402(mm)

+ S l ố tiêu chuẩn: φ=1.41 ượt 2,3 bậc: ng bánh r ng trên tr c cu i: d a trên nhóm t c ăng di ục của PAKG: ố tiêu chuẩn: φ=1.41 ựa trên nhóm tốc độ cuối ố tiêu chuẩn: φ=1.41 đội φ: cu i ố tiêu chuẩn: φ=1.41

B ng so sánh PAKG: ảng so sánh PAKG:

Bảng 2.1: So sánh phương án không gian.

Từ những điều kiện trên ta chọn PAKG: 3x2x2

I.2 Phương án thứ tự (PATT):

b.3 x 2 x 2

I III II(1) (6) (3)

c.3x2x2

II I III (2) (1) (6)

d.3x2x2

II III I (2) (6) (1)

e.3x2x2 III II I (4) (2) (1)

f.3x2x2 III I II (4) (1) (2)

S l ố tiêu chuẩn: φ=1.41 ượt 2,3 bậc: ng bánh

r ng trên tr c cu i ăng di ục của PAKG: ố tiêu chuẩn: φ=1.41

I.3 Lưới kết cấu và đồ thị vòng quay:

I.3.1 Lưới kết cấu:

* Phương án a.PAKG: 3x2x2

PATT: I II III

(1) (3) (6)

III

Hình 2.6: Lưới kết cấu phương án f

Qua lưới kết cấu các PAKG, ta chọn phương án a có PATT I-II-III, có kết cấu dạng hình rẻ quạt, vì lưới kết cấu dạng này có các tỉ số truyền thay đổi từ từ, đều đặn Do vậy, các bánh răng làm việc trong miền có tốc độ cao, có kết cấu cân đối, bảo đảm khảnăng làm việc tốt nhất của các bộ truyền

 Kiểm tra lượng mở X:

φx

max ≤ 8 (đạt)

φ6 = (1.41)6 = 7.86 ≤ 8 , thỏa mãn.

 Để nối liền truyền động HTĐ đến HTC dùng bộ truyền đai

 Thêm trục để nối động cơ vào HTĐ

i2=1

φ2= 11.412<1:nghiêng trái 2 ô

i3=1

φ=

11.41<1: nghiêngtrái 1 ô1

4≤i ≤ 2:th ỏa mã n

+ Nhóm II có 2 tỉ số truyền: i4 : i5 = 1 : φ3

Ta chọn: {i4= 1

φ2= 11.412<1 :nghi ê ng tr á i2 ô

+ Nhóm III có 2 tỉ số truyền: i6 : i7 = 1 :φ6

Ta chọn: {i6= 1

φ6=

11.416<1 :nghi ê ng tr á i6 ô

Số vòng quay tốc độ đối với φ = 1.41 tra theo dãy số vòng quay tiêu chuẩn [vg/ph]:

I.3.3 Số răng của các bánh răng:

- Trục động cơ đến trục II với tỉ số truyền i0:

Trong đó: f x, g x_ là các số nguyên không có thừa số chung

K_ bội số chung nhỏ nhất của các tổng (fxgx)

11.99≈

5

7=

f3

g3; f3 + g3 = 12 BSCNN của các tổng K = 3.4.9 = 108

E ≥ E min=f x+g x

f x ∙ K ∙ Z min=7 +20

7 ∙ 108 ∙ 17=0.6<1

Trong nhóm truyền này i4 = min; i5 = max, tỷ số truyền i4 có độ nghiêng lớn hơn i5 nên ta dùng công thức:

Z '

2880

3672

4563

3264

5640

2775

2775

2727

Bảng 2.3: Số răng của các tỉ số truyền

I.3.4 Sai số số vòng quay:

- Số vòng quay tinh toán:

Trong đó: ntt _ Số vòng quay tính toán

ntc_ Số vòng quay tiêu chuẩn

ntt n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12

ntt 22,6 32,4 46,2 63,5 90,7 129,5 175 250 357 490 700 100

0

∆ n% 0,9 2,86 1,24 0,8 0,8 3,6 -2,8 0 0,6 -2 -1,4 0

Bảng 2.4: Sai số vòng quay

Hình 2.9: Đồ thị sai số vòng quay (%)

4 3 2 1 0 -1

II Thiết kế hộp chạy dao (HCD):

II.1 Đặc điểm và yêu cầu:

- Hộp chạy dao phai đảm bảo tỉ số truyền chính xác giữa trục và phôi

- Thực hiện được tiện trơn và tiện ren

- Hộp chạy dao dùng cơ cấu bánh răng di trượt ở nhóm cơ sở và cơ cấu mean ở nhóm gấp bội

II.1.2 Yêu cầu:

- Phải đảm bảo các thông số truyền động cần thiết như só cấp chạy dao zs, phạm

vi điều chỉnh lượng chạy dao Rs cũng như phạm vi giới hạn của tỉ số truyền 15≤ i s ≤ 2.8

5

- Đảm bảo độ chính xác cần thiết của chuyển động chạy dao khi cắt ren

- Phải đảm bảo đủ công suất để thắng phản lực cắt dọc trục Px, truyền động êm,

có khả năng đảo chiều

II.2 Thiết kế hộp chạy dao chính xác:

II.2.1 Xác định các bước ren:

Thiết kế hộp chạy dao của máy tiện ren vạn năng để tiện các loại ren sau:

- Ren hệ mét (ren quốc tế) [mm]: tp = 0.5; 0.75; 1; 1.25; 1.5; 1.75; 2; 2.25; 2.5; 3; 3.5; 4; 4.5; 5; 6; 7; 9

- Ren hệ Anh [số ren trên 1”]: p

25.4n

t



= 38; 36; 30; 28; 20; 19; 18; 16; 15; 14;12; 11; 10; 9.5; 8; 7.5; 7; 6; 5.5; 5; 4.75; 4.5; 4; 3.75; 3.5; 3; 2.75; 2.5; 2

- Ren hệ môđun [mm]:

p

tmП



= 0.5; 0.75; 1; 1.25; 1.5; 1.75; 2; 2.25; 2.5; 3; 3.5; 4; 5; 6; 7; 9

II.2.2 Bảng xếp các bước ren:

itt_ tỉ số truyền qua cặp bánh răng thay thế

ics_ tỉ số truyền qua cặp bánh răng cơ sở

igb_ tỉ số truyền qua cặp bánh răng gấp bội

tx_ bước ren của trục vitme

- Chọn cột có tỉ số gấp bội 1/1 làm nhóm cơ sở

- Theo máy chuẩn T6M16 chọn tỉ số truyền bánh răng thay thế:

+ Bộ bánh răng thay thế:

60 45

+ Bước vitme: tx = 6(mm).

+ icđ=

1 2 + igb =1/1

Vậy phương trình cắt ren: tp = cs

- Thay lần lượt các bước ren tp = 2; 2.5; 3; 3.5; 4.5 (mm) Ta được 5 tỉ số truyềnnhóm cơ sở:

icsi ics1 ics2 ics3 ics4 ics5

A i

B i

12

58

34

78

98

- Tống số răng ZTi của từng cặp bánh răng ăn khớp trong cơ cấu bánh răng ditrượt:

Trong đó: A_ khoảng cách trục giữa 2 bánh răng ăn khớp

mi_ môđun của các bánh răng

+ Dựa vào máy chuẩn T6M16, chọn khoảng cách trục: A = 78 (mm)

AiB

2

58

34

78

98

 cs2 5 i 8

 cs3 3 i 4

 cs4 7 i 8

 cs5 9 i 8



Hình 2.11: Sơ đồ của nhóm cơ sở

x x

36x2,5 24x3,5

52x2 24x3

Bảng 8.5: Tính số răng của nhóm cơ sở

- Chọn số răng các bánh răng của cơ cấu bánh răng di trượt nhóm cơ sở:

+ Với lưu ý:

 Số răng tối thiểu: Zmin ≥ 17

 Ưu tiên chọn bánh răng tiêu chuẩn Nếu không được mới chọn bánh răng dịch chỉnh

 Cố gắng chọn các hàng có cùng mẫu số hoặc tử số để ghép thành một đôi có bánh răng dùng chung

 Không nên chọn quá nhiều môđun khác nhau cho các cặp bánh răng + Kết quả chọn:

II.2.4 Thiết kế nhóm gấp bội:

- Nhóm gấp bội cần phải tạo ra 4 tỉ số truyền: igb = 1/4; 1/2; 1/1; 2/1

- Ta dùng cơ cấu mean để thiết kế nhóm gấp bội

Hình 2.12: Cơ cấu mean

- Chọn khoảng cách trục A = 78 (mm), đúng bằng khoảng cách trục của các bánh

răng cơ sở Chọn môđun của các cặp bánh răng m = 2

- Để đơn giản tính toán ta chọn trước ZA = 26, chọn Z1 = Z’1 Số răng của các

+ Để khoảng cách trục A giữa trục I và II bằng khoảng cách trục A giữa trục II

II.2.5 Thiết kế nhóm chuyển động bù:

II.2.5.1 Tính toán các bánh răng thay thế khi tiện ren môđun:

- Phương trình cắt ren: tp = icđ itt ics igb tx

Trong đó: tp = π m

→ tt cđ cs gb x

.mi

Vậy để tiện ren môđun, ta sử dụng 4 bánh răng thay thế: a = 65; b =45; c =87; d =30

II.2.5.2 Tính toán các bánh răng thay thế khi tiện ren hệ Anh:

Để tính itt khi cắt ren hệ Anh, ta tính lần lượt cho từng loại ren dựa vào bảng xếp ren đã chọn:

→ tt

127 2 2 127 4 60 127 i

39x2

39x2 39x2

II.2.6 Kiểm tra sai số bước ren:

- Đối với ren quốc tế:

Cắt thử ren quốc tế tp = 3.5(mm) có: ics= 2124; igb = 1; icđ = 12; itt = 6045; tx = 6mm Thế vào phương trình cắt ren:

p

1 60 21

1 6 3.5 t '

2 45 24     

Vậy khi cắt ren quốc tế không có sai số

- Đối với ren môđun:

Cắt thử ren môđun có: m = 2 mm → tp = π m≈ 6.2832 mm

ics = 2652; igb = 1; icđ = 12; itt = 6545∙87

30; tx = 6mm Thay vào phương trình cắt ren:

p

1 65 87 26

1 6 6.2833 t '

2 45 30 52      

Sai số khi cắt ren môđun: ∆=t ' p−t p=6.2833−6.2832=0.0001

- Đối với cắt ren hệ Anh:

Cắt thử ren hệ Anh có: n = 5 ren/1” → tp = 25.45 = 5.08 mm

Hình 2.13: Sơ đồ động hộp chạy dao

II.3 Thiết kế hộp xe dao:

- Máy thiết kế có lượng chạy dao dọc theo máy chuẩn là: Sd = 0.06 ÷ 3.31 (mm/vg)

Cụ thể: 0.06; 0.07; 0.09; 0.1; 0.12; 0.13; 0.15; 0.18; 0.19; 0.21; 0.23; 0.24; 0.3; 0.36; 0.42; 0.46; 0.47; 0.56; 0.65; 0.74; 0.83; 0.93; 1.07; 1.14; 1.21; 1.4; 1.56; 1.74; 1.9; 2.08; 2.28; 2.41; 2.8; 3.2; 3.31

- Lượng chạy dao ngang Sng = 23∙ S d

- Tỉ số truyền của hộp xe dao: ixdd; ixdng

Phương trình xích động của hộp xe dao: 1vtc icđ itt ics igb ixdd = Sd

PHẦN C: TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ KẾT CẤU MÁY

I Chọn chế độ tải, xác định công suất để chọn động cơ cho máy thiết kế:

I.1 Chọn chế độ tải:

Chọn theo chế độ cắt thử máy:

Thử có tải: thử ly hợp ma sát, ly hợp an toàn, các tay gạt với chi tiết ∅ 80 ×500

mm, thép 45, HB = 165, dao P15

n = 63 vg/ph; S = 1,12 mm/vg, t = 6,5 cho sâu thêm 1,5mm trong 1 ÷ 2 phút

I.2 Xác định công suất để chọn động cơ:

I.2.1 Xác định lực cắt P c :

Lực tác dụng lên dao và phôi khi gia công chủ yếu là lực cắt và lực chạy dao

Xác định lực cắt theo công thức nguyên lý cắt:

Hình 3.1: Lực cắt khi gia công

⃗P C=⃗P x+⃗P y+⃗P z; P C=√P2x+P2y+P2z

Với: Px_ lực cắt theo hướng trục

Py_ lực cắt theo hướng kính

Pz_ lực cắt theo tiếp tuyến

Tính các thành phần lực cắt theo công thức bảng II-3(trang 33, TL I)

1.20.91.0

0.650.750.75 Với S và t được chọn theo chế độ cắt thử: S = 1.12 mm/vg (Trang 291,TL I)

t = 6.5 mm

Ta tính được thành phần lực cắt:

{ P x=6613( N )

P y=7336 ( N )

P z=14153(N )

I.2.2 Xác định lực chạy dao Q:

Đối với máy tiện có óng trượt lăng trụ ta có công thức xác định lực chạy dao:

I.2.3 Xác định công suất động cơ truyền động:

Trên cơ sở xác định Pz và vận tốc cắt Vc xác định công suất cắt:

Thường chọn công suất cắt chiếm khoảng 70 ÷ 80% công suất động cơ điện, nên

ta lấy gần đúng công suất động cơ điện theo công thức(Trang 37, TL I):

I.2.4 Xác định công suất động cơ chạy dao:

Tính theo lực chạy dao (Trang 38, TL I):

N đs= Q V s

61200 ŋ s

Với: VS = n s = 63 1,12 = 70,4(mm/ph) = 0,0706 (m/ph): vận tốc chạy dao

ŋS : hiệu suất truyền động của cơ cấu chạy dao, ŋS ≤ 0.15 ÷ 0.2, chọn ŋS = 0.17

N đs=10294 0.0706

61200 0.17 =0.07(KW )

Vậy công suất tổng cộng: N đ=N đv+N đs=4,29+0,07=4,36 (K W )

Chọn động cơ điện AO2-51-4 có công suất 3,5 (KW), số vòng quay n = 1440 (vg/ph)

II Lập bảng tính sơ bộ:

II.1 Tính công suất truyền dẫn xủa các trục:

Công suất các trục (Trang 27, TL II):

Ni = Ni-1 ŋi

Trong đó: Ni_ công suất truyền động của trục thứ i

ŋi_ hiệu suất truyền động của trục của động cơ đến trục thứ i

Với: ŋi = ŋbr.ŋol.ŋot.ŋđ

ŋbr_hiệu suất của bộ truyền bánh răng 0.95 ÷ 0.97, chọn ŋbr = 0.97

ŋol_hiệu suất của một cặp ổ lăn 0.99 ÷ 0.995, chọn ŋol = 0.99

ŋot_hiệu suất của một cặp ổ trượt 0.98 ÷ 0.99, chọn ŋot = 0.99

ŋđ_ hiệu suất của bộ truyền đai 0.95 ÷ 0.96, chọn ŋđ = 0.95

Trong đó: nt_ số vòng quay tính toán của các trục

nmin_ số vòng quay nhỏ nhất của các trục

nmax_ số vòng quay lớn nhất của các trục

II.3 Mômen xoắn trên các trục:

Mômen xoắn Mx tính theo công thức (trang 55, TL II):

6 x

II.4 Tính đường kính sơ bộ của các trục:

Công thức tính đường kính sơ bộ (trang 114, TL II):