Ph©n tÝch chuyÓn ®éng t¹o h×nh bÒ mÆt: BÒ mÆt chi tiÕt gia c«ng cã thÓ xem lµ tËp hîp c¸c vÞ trÝ liªn tiÕp cña ®êng t¹o h×nh ®éng gäi lµ ®êng sinh khi dÞch chuyÓn theo mét ®êng t¹o h×nh kh¸c gäi lµ ®êng chuÈn . Nh vËy , viÖc t¹o h×nh c¸c bÒ mÆt c¬ b¶n thùc chÊt lµ t¹o ®êng sinh vµ ®êng chuÈn (mµ ta cã thÓ gäi chung lµ ®êng sinh). Víi viÖc m¸y phay cã trôc dao n»m ngang c¸c ph¬ng ph¸p t¹o ®êng sinh lµ ph¬ng ph¸p quü tÝch , ph¬ng ph¸p tiÕp xóc … v v. ë ®©y ta ph©n tÝch ph¬ng ph¸p t¹o h×nh c¬ b¶n lµ : + Ph¬ng ph¸p tiÕp xóc . ë ph¬ng ph¸p nµy ®êng sinh (1) lµ tiÕp tuyÕn víi mét lo¹t ®êng phô h×nh häc (2) ®îc t¹o thµnh do ®iÓm trªn lìi c¾t chuyÓn ®éng . VÝ dô : ph¬ng ph¸p gia c«ng mÆt ph¼ng b»ng dao phay trô r¨ng nghiªng . Dao quay víi vËn tèc n (vßngphót ) ®Ó thùc hiÖn chuyÓn ®éng c¾t gät , ph«i chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn so víi dao ®Ó c¾t hÕt chiÒu dµi chi tiÕt gia c«ng . §©y lµ mét ph¬ng ph¸p gia c«ng ®Æc trng nhÊt cña m¸y phay n»m ngang , ph¬ng ph¸p nµy cho phÐp gia c«ng víi n¨ng suÊt rÊt cao víi cÊu t¹o m¸y ®¬n gi¶n. II .X¸c ®Þnh chuyÓn ®éng t¹o h×nh: ViÖc t¹o h×nh bÒ mÆt ®ßi hái kh©u mang dao vµ ph«i trong qu¸ tr×nh gia c«ng ph¶i cã nh÷ng chuyÓn ®éng thÝch hîp Tronh qu¸ tr×nh gia c«ng chuyÓn ®éng quay trßn cña dao lµ chuyÓn ®éng chÝnh (Q1) , chuyÓn ®éng nµy ®¶m b¶o tèc ®é ®Ó bãc ®i lîng d cña ph«i . Cßn chuyÓn ®éng cña bµn m¸y mang ph«i lµ chuyÓn ch¹y dao T(T1, T2 , T3) chuyÓn ®éng nµy cho phÐp ®a lìi c¾t cña dông cô c¾t ®Õn phÇn míi cña ph«i ®Ó c¾t hÕt lîng d trªn bÒ mÆt gia c«ng . Tãm l¹i ®Ó h×nh thµnh bÒ mÆt chi tiÕt gia c«ng cÇn thùc hiÖn hai chuyÓn ®éng : + ChuyÓn ®éng chÝnh : chuÓn ®éng quay trßn cña trôc dao Q1 +ChuyÓn ®éng ch¹y dao : lµ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña bµn m¸y T (T1 , T2 , T3) III . Thµnh lËp cÊu tróc ®éng häc m¸y: Trong qu¸ tr×nh gia c«ng c¸c chuyÓn ®éng chÝnh vµ chuyÓn ®énh ch¹y dao chØ cã ¶nh hëng tíi bÒ mÆt gia c«ng cña chi tiÕt v× vËy kh«ng cÇn thµnh lËp mét chuyÓn ®éng chÊp hµnh hoµn toµn x¸c ®Þnh nªn ta kh«ng liªn kÕt vÒ chuyÓn ®éng gi÷a c¸c kh©u chÊp hµnhvíi nhau vµ víi nguån chuyÓn ®éng . V× vËy ta tiÕn hµnh thiÕt lËp hai chuyÓn ®éng chÊp hµnh riªng biÖt víi hai nguån chuyÓn ®éng riªng biÖt . Gi÷a chuyÓn ®éng chÊp hµnh vµ nguån chuyÓn ®éng nèi víi nhau b»ng c¬ khÝ . + ChuyÓn ®éng chÝnh. C«ng dông : T¹o ra cÊp tèc ®é hîp lÝ cña dông cô c¾t ®Ó bãc ®i líp phoi khái ph«i víi vËn tèc c¨t Vc : + Kh©u ®Çu lµ ®éng c¬ chuyÒn chuyÓn ®éng qua c¸c kh©u cè ®Þnh vµ thay ®æi ®Õn kh©u cuèi lµ dông cô c¾t. Lîng di ®éng tÝnh to¸n : n®c . iv .Cv = ntrôc chÝnh (vßngphót) §êng truyÒn : n(vp)®c1. i12.ivi34=n(vp)trôc chÝnh. Trong ®ã : Cv hÖ sè xÝch ®éng :Cv = i12 . i34 VËn tèc phay : = . ChuyÓn ®éng ch¹y dao : C«ng dông : XÝch tèc ®é cã c«ng dông t¹o ra c¸c cÊp tèc ®é hîp lÝ cña bµn m¸y ®Ó ®¶m b¶o duy tr× viÖc bãc phoi ra khái ph«i. §Ó ph«i hîp víi chuyÓn ®éng quay chÝnh th× bµn m¸y ph¶i chuyÓn ®éng theo 3 ph¬ng : däc, ngang, ®øng . §ã lµ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn vµ ®îc thùc hiÖn qua c¬ cÊu vÝt me ®ai èc . Kh©u ®Çu lµ ®éng c¬ ®iÖn M2 qua c¸c kh©u cã tØ sè truyÒn cè ®Þnh vµ thay ®æi ®Ðn kh©u cuèi lµ bµn dao (tÞnh tiÕn theo ba ph¬ng) Lîng di ®éng tÝnh to¸n : n®c2.is = s (mm) , is : lµ tØ sè truyÒn cña h«p ch¹y dao. is= + ChuyÓn ®éng tÞnh tiÕn theo ph¬ng ch¹y dao däc T1 . M12 – 12 – is – 34 – M 22–ty S1 (mm) + ChuyÓn ®éng tÞnh tiÕn theo ph¬ng ch¹y dao ngang T1. M12 – 12 – is – 34 – M 11–tx S2 (mm) + ChuyÓn ®éng tÞnh tiÕn theo ph¬ng ch¹y th¼ng ®øng T3 . M12 – 12 – is – 34 – M 33 –tz S3 (mm) PhÇn II X¸c ®Þnh ®Æc trng kü thuËt I . §Æc trng c«ng nghÖ: _Trªn m¸y phay n»m ngang cã thÓ gia c«ng ®îc c¸c bÒ mÆt ®Þnh h×nh , c¸c bÒ mÆt ph¼ng c¸c lo¹i r·nh ,l¾p thªm ®Çu ph©n ®é cã thÓ gia c«ng ®îc c¶ b¸nh r¨ng th¼ng ,r¨ng nghiªng ... v v Ph«i ®a vµo m¸y ®îc g¸ trªn bµn m¸y hoÆc ®å g¸ kh¸c : ph«i cã thÓ lµ ph«i khèi , hép , trôc ...v v. Cã thÓ lµ ph«i ®óc hoÆc lµ ph«i rÌn. Dao thêng sö dông lo¹i dao phay trô , dao phay mÆt ®Çu ,dao phay ®Üa m« ®un ... v v. Nguyªn c«ng ®Æc trng : Phay ph¼ng b»ng dao phay trô . §é chÝnh x¸c khi phay : khi phay thÐp cã thÓ ®Æt ®îc Lµ lo¹i m¸y nhá thêng sö dông trong c¸c ph©n xëng dông cô , thÝch øng víi s¶n xuÊt nhá vµ ®¬n chiÕc . II . §Æc trng kÝch thíc: + DiÖn tÝch bµn m¸y . Víi bµn m¸y sè 0 theo tiªu chuÈn lµ Bb x Lb = 200 x 800 (mm) Bb – ChiÒu réng bµn m¸y . Lb – ChiÒu dµi bµn m¸y. + §êng kÝnh dao : Dmax = (0,2 0,3) Bb = 0,3 . 200 (mm) Dmin = (0,1 0,2) Bb = 0,1 . 200 (mm) + ChiÒu réng phay : Bmax = (0,75 1) Dmax = 60 (mm) Bmin = (0,75 1) Dmin = 20 (mm) + ChiÒu s©u c¾t : tmax = 0,1 Dmax = 6 (mm) tmin = 0,1 Dmin = 2 (mm) III .§Æc trng ®éng häc: 1 .xÝch tèc ®é: a . Tèc ®é c¾t: ViÖc tÝnh tèc ®é c¾t lín nhÊt vµ bÐ nhÊt cña m¸y b»ng c¸ch phèi hîp nh÷ng ®iÒu kiÖn thuËn lîi vµ khã kh¨n nhÊt víi nhau dÉn ®Õn t¨ng ph¹m vi ®iÒu chØnh cña m¸y vµ tõ ®ã lµm cho kÕt cÊu cña m¸y phøc t¹p thªm .V× vËy , chän c¸c trÞ sè c¾t gät giíi h¹n th× tèt nhÊt lµ nªn c¨n cø vµo c¸c tµi liÖu thèng kª vÒ sö dông tèt chÕ ®é c¾t trªn c¸c lo¹i m¸y kh¸c nhau . Chän theo b¶ng : 31 Ta cã. Vmax > 150 (mph) Vmin = 10 (mph) b . Sè vßng quay giíi h¹n : Víi m¸y phay n»m ngang chuyÓn ®éng quay lµ chuyÓn ®éng chÝnh . Ta Cã: nmax = (vph) nmin = (vph) Theo m¸y tiªu chuÈn lµ 6T80 ta chän. nmax = 2240 (vph) nmin = 50 (vph) c .Chän c«ng béi cho chuçi sè vßng quay trôc chÝnh. Theo sè liÖu vµ dùa vµo m¸y 6T80 ta chän . Sè cÊp tèc ®é Zn =12 Chuçi sè vßng quay trôc chÝnh lµ : n = 50 , 71 , 100 , 140 , 200 , 280 , 400 , 560 , 800 , 1120 , 1600 , 2240 (vph) Khi ®ã ta cã thÓ chän c«ng béi theo c«ng thøc . n = Chän theo tiªu chuÈn n = 1,41 2 . XÝch ch¹y dao: Víi m¸y ®ang thiÕt kÕ lµ m¸y cãp truyÒn dÉn ch¹y dao ®éc l©p b»ng mét nguån truyÒn ®éng riªng biÖt . Theo c¸c ®Æc tÝnh kü thuËt cña m¸y 6T80 : Sd = Sng = 20 1000 (mmphót) S® = 12Sd = 10 500 (mmphót) Ph¹m vi ®iÒu chØnh : Rs = VËy s = = =1,2587 Theo tiªu chuÈn ta chän s = 1,26 3 . §Æc trng ®éng lùc häc cña m¸y: a . ChÕ ®é c¾t tÝnh to¸n s¬ bé : Khi sö dông chÕ ®é c¾t gät cùc ®¹i sÏ dÉn ®Õn toµn bé chi tiÕt m¸y lµm viÖc víi chÕ ®é cùc ®¹i dÉn ®Õn t¨ng kÝch thíc vµ träng lîng cña m¸y . Thùc tiÔn chøng tá r»ng ngêi c«ng nh©n kh«ng bao giê cho m¸y lµm viÖc hÕt t¶i träng . V× vËy , ®Ó hîp lý h¬n ta sö dông chÕ ®é c¾t gät tÝnh to¸n ®Ó tÝnh to¸n . Sè vßng quay tÝnh to¸n n . n Lµ tÇn sè cuèi cïng cña 13 ph¹m vi ®iÒu chØnh Rn. Chän n = 1600 (vßngphót) + §êng kÝnh dao c¾t thö : D = Dmax = 60 (mm) + ChiÒu réng phay thö : B = Bmax = 60 (mm) + ChiÒu s©u phay thö : t = 0,1.Dmax = 6 (mm) + Lîng ch¹y dao khi phay thö : Tra theo t : S = 0,04 (mmr¨ng) Sæ r¨ng dao khi c¾t thö : Tra theo D = 8 (r¨ng) Tèc ®é c¾t tÝnh to¸n : V = (mphót) b . TÝnh lùc c¾t : TÝnh lùc c¾t cho trêng hîp phay nghÞch b»ng dao phay trô : Theo b¶ng 91 ta cã : Pz = C . B . Z . Szy (td)k. Trong ®ã HÖ sè : C = 682 ; y = 0,72 ; k = 0,68 . Sè r¨ng dao Z = 8 (r¨ng) Sz Lîng ch¹y dao : Sz = 0,4 (mmr¨ng) B ChiÒu réng phay : B = 60 (mm) VËy: Pz = 682 . 60 . 0,040,72 (660) 0,86 Pz = 4192,29 (N) c .c«ng suÊt c¾t : Nz = (Kw) Nz = (Kw) d. chän s¬ bé ®éng c¬ : V× ta dïng riªng ®éng c¬ cho tõng xÝch truyÒn dÉn nªn ta x¸c ®Þnh c«ng suÊt ®éng c¬ cho tõng xÝch mét. §éng c¬ xÝch tèc ®é : Ncv = HiÖu suÊt truyÒn dÉn s¬ bé : = 0,75 Suy ra : Ncv = (Kw) VËy ta chän ®éng c¬ :A02(A02)32 – 4 N = 3 (kw) n = 1430 (vph) §éng c¬ xÝch ch¹y dao : Nes = (Ks 1) Nev Víi m¸y phay : Ks = 1,15 1,2 Nes = (1,2 1) .3 = 0,6 (Kw) VËy ta chän ®éng c¬ : A02(A02)11 – 4 N = 0,6 (kw) n = 1350 (vph) PhÇn III TÝnh to¸n ®éng häc A . hép tèc ®é . I . Chän ph¬ng ¸n bè trÝ truyÒn dÉn: 1 . Chän kiÓu truyÒn dÉn: Khi chän kiÓu truyÒn dÉn c¨n cø vµo ph¹m vi ®iÒu chØnh , c«ng suÊt truyÒn , trÞ sè trît , thuËn tiÖn ®iÒu khiÓn thay ®æi tèc ®é nhanh , tÝnh c«ng nghÖ tèt. Víi m¸y ®ang thiÕt kÕ cã chuyÓn ®éng chÝnh lµ chuyÓn ®éng quay , ®éng c¬ cña hép tèc ®é cã c«ng suÊt nhá (3Kw) . V× vËy ta dïng ®iÒu chØnh c¬ khÝ gåm mét ®éng c¬ xoay chiÒu vµ mét hép tèc ®é b¸nh r¨ng . §éng c¬ ®îc nèi víi hép tèc ®é b»ng c¬ cÊu ®ai . 2 . Bè trÝ c¬ cÊu truyÒn ®éng:
Bộ giáo dục & đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Trờng : ĐHKTCNTN Khoa :cơ khí Bộ môn máy & Tự động hoá Độc lập Tự hạnh phúc Thuyết minh đồ án Môn học đề tàI : thiết kế máy tiện ren vít vạn Đỗ Khánh Linh Hoàng Vị 17/02/2003 17/0/2003 Sinh viên thiết kế : Lã Giáo viên hớng dẫn : TS Ngày giao đề Ngày hoàn thành : : Lời mở đầu Trình độ kỹ thuật nớc trớc hết đợc xác định phát triển ngành chế tạo máy ,là ngành chủ đạo công nghiệp máy cắt kin loại chiếm vị trí đặc biệt quan trọng ngành chế tạo máy ,nghĩa chế tạo t liệu sản xuất ,chế tạo máy móc khác để phuc vụ cho kinh tế quốc dân Chính việc thiết kế , trang bị cho đất nớc máy cắt kim loại cần thiết thoả mãn tiêu kinh tế ,kĩ thuật phù hợp với ngời sử dụng nhằm thúc đẩy phát triển mạnh mẽ kinh tế quốc dân Sau đợc trang bị môn học máy công cụ I môn khác có liên quan đến em đợc giao đề tài thiết kế : Máy phay vạn nằm ngang bàn máy số Đây loại máy chuyên dùng loại nhỏ thờng dùng phân xởng dụng cụ Xuất phát từ việc xác định tính kĩ thuật hợp lý máy với yêu cầu cấp bách sản xuất Từ tính kĩ thuật mà đề tài yêu cầu em có so sánh phơng án khác để tổng hợp thành máy thiết kế sơ đồ động toàn máy , xác định ngoại lực tác dụng nên máy điều kiện làm việc khác để tính toán sức bền chi tiết máy ,chọn giải pháp kết cấu cho chi tiết máy phận máy v v Sau tháng tích cực với lỗ lực thân em vận dụng kiến thức dợc trang bị trờng với hiểu biết máy cắt kim loại thân ,đến đồ án em đợc tính toán thiết kế xong Trong thời gian làm đồ án em nhận đợc giúp đỡ nhiều thầy giáo môn Máy cắt kim loại bạn đặc biệt thầy giáo trực tiếp hớng dẫn TS Trần Vệ Quốc Đồ án em hoàn thành nhng lần bắt tay vào đề tài lớn , kiến thức hạn hẹp tài liệu tham khảo hạn chế chắn đề tài em nhiều thiếu sót Em mong thầy bảo phê bình để em có kinh nghiệm công việc thiết kế máy sau Em xin chân trọng cảm ơn Tài liệu tham khảo [1] - Thiết máy cắt kim loại Mai trọng Nhân Trờng đại học kĩ thuật công nghiệp - Thái Nguyên [2] - Tính toán thiết kế máy cắt kim loại Phạm Đắp Trờng đại học Bách khoa Hà Nội 1977 [3] - Giáo trình máy cắt kim loại Tập I Hoàng Duy Khản Trờng đại học kĩ thuật Công nghiệp Thái Nguyên [4] - Giáo trình máy cắt kim loại - Tập IV Dơng Công Định Trờng đạI học kĩ thuật Công nghiệp 1977 [5] -Thiết kế chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp Trờng đại học Bách khoa Hà Nội [6] - Kỹ thuật Phay [7] - Hớng dẫn vận hành máy 6T80 ,6T80, 6T10 nội dung thuyết minh Nội trang dung 10 29 38 55 Phần I tổng Phần II Phần cấu trúc động học Xác định đặc tính kỹ thuật máy III Phần IV Phần V Phần hợp VI Tính tính toán toán tính bôI toán động học động lực học chi tiết máy trơn làm lạnh Phần I Tổng hợp cấu trúc động học mặt: I Phân tích chuyển động tạo hình bề -Bề mặt chi tiết gia công xem tập hợp vị trí liên tiếp đờng tạo hình động gọi đờng sinh dịch chuyển theo đờng tạo hình khác gọi đờng chuẩn Nh , việc tạo hình bề mặt thực chất tạo đờng sinh đờng chuẩn (mà ta gọi chung đờng sinh) Với việc máy phay có trục dao nằm ngang phơng pháp tạo đờng sinh phơng pháp quỹ tích , phơng pháp tiếp xúc v v ta phân tích phơng pháp tạo hình : + Phơng pháp tiếp xúc Dao phôi phơng pháp đờng sinh (1) tiếp tuyến với loạt đờng phụ hình học (2) đợc tạo thành điểm lỡi cắt chuyển động Ví dụ : phơng pháp gia công mặt phẳng dao phay trụ nghiêng Dao quay với vận tốc n (vòng/phút ) để thực chuyển động cắt gọt , phôi chuyển động tịnh tiến so với dao để cắt hết chiều dài chi tiết gia công Đây phơng pháp gia công đặc trng máy phay nằm ngang , phơng pháp cho phép gia công với suất cao với cấu tạo máy đơn giản II Xác định chuyển động tạo hình: Việc tạo hình bề mặt đòi hỏi khâu mang dao phôi trình gia công phải có chuyển động thích hợp Tronh trình gia công chuyển động quay tròn dao chuyển động (Q1) , chuyển động đảm bảo tốc độ để bóc lợng d phôi Còn chuyển động bàn máy mang phôi chuyển chạy dao T(T 1, T2 , T3) chuyển động cho phép đa lỡi cắt dụng cụ cắt đến phần phôi để cắt hết lợng d bề mặt gia công Tóm lại để hình thành bề mặt chi tiết gia công cần thực hai chuyển động : + Chuyển động : chuển động quay tròn trục dao Q1 +Chuyển động chạy dao : chuyển động tịnh tiến bàn máy T (T1 , T2 , T3) III Thành lập cấu trúc động học máy: Trong trình gia công chuyển động chuyển độnh chạy dao có ảnh hởng tới bề mặt gia công chi tiết không cần thành lập chuyển động chấp hành hoàn toàn xác định nên ta không liên kết chuyển động khâu chấp hànhvới với nguồn chuyển động Vì ta tiến hành thiết lập hai chuyển động chấp hành riêng biệt với hai nguồn chuyển động riêng biệt Giữa chuyển động chấp hành nguồn chuyển động nối với khí + Chuyển động v Công dụng : Tạo cấp tốc độ hợp lí dụng cụ cắt để bóc lớp phoi khỏi phôi với vận tốc căt Vc : + Khâu đầu động chuyền chuyển động qua khâu cố định thay đổi đến khâu cuối dụng cụ cắt Lợng di động tính toán : nđc iv Cv = ntrục (vòng/phút) Đờng truyền : n(v/p)đc1 i12.ivi34=n(v/p)trục Trong : Cv hệ số xích động :Cv = i12 i34 Vận tốc phay : = nt / c nd / c.Cv tx Vm ngang M 11 is Chuyển M động chạy dao : tz M 11 M 22 Vm dọc M 33 Vm đứn g Công dụng : Xích tốc độ có công dụng tạo cấp tốc độ hợp lí bàn máy để đảm bảo trì việc bóc phoi khỏi phôi Để phôi hợp với chuyển động quay bàn máy phải chuyển động theo phơng : dọc, ngang, đứng Đó chuyển động tịnh tiến đợc thực qua cấu vít me đai ốc Khâu đầu động điện M2 qua khâu có tỉ số truyền cố định thay đổi đén khâu cuối bàn dao (tịnh tiến theo ba phơng) Lợng di động tính toán : nđc2.is = s (mm) , is : tỉ số truyền hôp chạy dao is= s ndc + Chuyển động tịnh tiến theo phơng chạy dao dọc T1 M12 12 is 34 M 22ty S1 (mm) + Chuyển động tịnh tiến theo phơng chạy dao ngang T1 M12 12 is 34 M 11tx S2 (mm) + Chuyển động tịnh tiến theo phơng chạy thẳng đứng T3 M12 12 is 34 M 33 tz S3 (mm) Phần II Xác định đặc trng kỹ thuật I Đặc trng công nghệ: _Trên máy phay nằm ngang gia công đợc bề mặt định hình , bề mặt phẳng loại rãnh ,lắp thêm đầu phân độ gia công đợc bánh thẳng ,răng nghiêng v v Phôi đa vào máy đợc gá bàn máy đồ gá khác : phôi phôi khối , hộp , trục v v Có thể phôi đúc phôi rèn Dao thờng sử dụng loại dao phay trụ , dao phay mặt đầu ,dao phay đĩa mô đun v v Nguyên công đặc trng : Phay phẳng dao phay trụ Độ xác phay : phay thép đặt đợc ữ Là loại máy nhỏ thờng sử dụng phân xởng dụng cụ , thích ứng với sản xuất nhỏ đơn II Đặc trng kích thớc: + Diện tích bàn máy Với bàn máy số theo tiêu chuẩn Bb x Lb = 200 x 800 (mm) Bb Chiều rộng bàn máy Lb Chiều dài bàn máy + Đờng kính dao : Dmax = (0,2ữ 0,3) Bb = 0,3 200 (mm) Dmin = (0,1ữ 0,2) Bb = 0,1 200 (mm) + Chiều rộng phay : Bmax = (0,75 ữ 1) Dmax = 60 (mm) Bmin = (0,75 ữ 1) Dmin = 20 (mm) + Chiều sâu cắt : tmax = 0,1 Dmax = (mm) tmin = 0,1 Dmin = (mm) III Đặc trng động học: xích tốc độ: a Tốc độ cắt: Việc tính tốc độ cắt lớn bé máy cách phối hợp điều kiện thuận lợi khó khăn với dẫn đến tăng phạm vi điều chỉnh máy từ làm cho kết cấu máy phức tạp thêm Vì , chọn trị số cắt gọt giới hạn tốt nên vào tài liệu thống kê sử dụng tốt chế độ cắt loại máy khác Chọn theo bảng : 3[1] Ta có Vmax > 150 (m/ph) Vmin = 10 (m/ph) b Số vòng quay giới hạn : Với máy phay nằm ngang chuyển động quay chuyển động Ta Có: nmax = nmin = 1000.Vmax 1000.150 = = 2388,5 (v/ph) D 3,14.60 1000.Vmin 1000.10 = = 53,07 (v/ph) D 3,14.60 Theo máy tiêu chuẩn 6T80 ta chọn nmax = 2240 (v/ph) nmin = 50 (v/ph) c Chọn công bội cho chuỗi số vòng quay trục Theo số liệu dựa vào máy 6T80 ta chọn Số cấp tốc độ Zn =12 Chuỗi số vòng quay trục : n = 50 , 71 , 100 , 140 , 200 , 280 , 400 , 560 , 800 , 1120 , 1600 , 2240 (v/ph) Khi ta chọn công bội theo công thức n = Zn n max 11 2240 = = 1,4120 n 50 Chọn theo tiêu chuẩn n = 1,41 Xích chạy dao: Với máy thiết kế máy cóp truyền dẫn chạy dao độc lâp nguồn truyền động riêng biệt Theo đặc tính kỹ thuật máy 6T80 : Sd = Sng = 20 ữ 1000 (mm/phút) Sđ = 1/2Sd = 10 ữ 500 (mm/phút) Phạm vi điều chỉnh : Rs = S max 1000 = = 50 S 20 Vậy s = Zs1 Rs = 181 50 =1,2587 Theo tiêu chuẩn ta chọn s = 1,26 Đặc trng động lực học máy: a Chế độ cắt tính toán sơ : Khi sử dụng chế độ cắt gọt cực đại dẫn đến toàn chi tiết máy làm việc với chế độ cực đại dẫn đến tăng kích thớc trọng lợng máy Thực tiễn chứng tỏ ngời công nhân không cho máy làm việc hết tải trọng Vì , để hợp lý ta sử dụng chế độ cắt gọt tính toán để tính toán Số vòng quay tính toán n* n* Là tần số cuối 1/3 phạm vi điều chỉnh Rn Chọn n* = 1600 (vòng/phút) + Đờng kính dao cắt thử : D* = Dmax = 60 (mm) + Chiều rộng phay thử : B* = Bmax = 60 (mm) + Chiều sâu phay thử : t* = 0,1.Dmax = (mm) + Lợng chạy dao phay thử : Tra theo t* : S* = 0,04 (mm/răng) Sổ dao cắt thử : Tra theo D* = (răng) Tốc độ cắt tính toán : * V = D * n * 3,14.60.160 = = 30,14 (m/phút) 1000 1000 b Tính lực cắt : Tính lực cắt cho trờng hợp phay nghịch dao phay trụ : Theo bảng 9[1] ta có : Pz* = C B Z Szy (t/d)k Trong Hệ số : C = 682 ; y = 0,72 ; k = 0,68 Số dao Z = (răng) Sz Lợng chạy dao : Sz = 0,4 (mm/răng) B Chiều rộng phay : B = 60 (mm) Vậy: Pz* = 682 60 0,040,72 (6/60) 0,86 Pz* = 4192,29 (N) c công suất cắt : Pz * V * (Kw) 6.10 492,29.30,14 = 2,10 (Kw) Nz* = 6.10 Nz* = d chọn sơ động : 10 d= M td = 0,1[ ] 57673,11 = 22,59(mm) 0,1.50 Vì trục có rãnh then nên ta chọn d =30 (mm) h Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn : Hệ só an toàn đợc tính theo công thức : n= n n n + n [ n] : n Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp n = K + a m -1 = 0,45 b = 0,45.600 = 270 (N/mm2) a Là biên độ ứng suất pháp, phát sinh ng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng : a = M u 40772,29 = = 17,57 (N/mm2) Ư Wu 2320 Với Wu modul chống uốn (Theo bảng 10 3b [10] ta có Wu 2320 N/mm3) Là hệ số tăng bền bề mặt : Lấy = K Hệ số tập trung ứng suất Hệ số xét tới ảnh hởng ứng suất Theo bảng 10 [4] ta có K = 2,5 = 0,88 hệ số xét tới ảnh hởng ứng suát trungbình : lấy = 1,5 m Biên độ trung bình ứng suất Do ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng nên ta lấy m = Vậy ta có : 270 n = 2,5 17,57 + 0,15.0 0,88.1 = 5,41 n hệ số an toàn xét đến ảnh hởng ứng suất tiếp : 50 n = K + a m Trong : -1 Là giới hạn mỏi chu kỳ đối xúng : -1 = 0,25 b = 0,25.600 = 150 (n/mm2) Theo bảng 10 [4] ta có : K = 1,52 = 0,77 Với thép cacbon trung bình ta có = 0,1 a = m = Mx 2.W0 Theo bảng 10 3b[4] ta có : W0 = 4970 (N/mm3) a = m = Vậy : 47100 = 4,74 (N/mm2) 2.4970 150 n = 1,52 4,74 + 0,1.4,74 = 15,26 0,77.1 Từ ta có : n= 15,26.5,41 15,26 + 5,422 = 5,1 > [n] = 1,5 ữ 2,5 III Tính trục : Sơ đồ cắt gọt : Mx Py n Pz Px Nh ta có phần động học : Pz = 4192 (N) P = 2355 (N) Py = 1257,6 9(N) Pr = 765,18 (N) 51 Px = 838 (N) M x = 47,1 103 (N/mm2) Trong : Pz Là lực tiếp tuyến Py Lực hớng kính , tác dụng vuông góc với trục dao có xu hớng uốn trục dao tạo áp lực ổ trục Px Có xu hớng tạo chuyển động dọc trục tạo áp lực ổ trục Vật liệu trục ; Thép 45 bề mặt đạt 42 ữ 46 HRC Sơ đồ tính trục : Chọn sơ đồ 2bảng 21[1] gối trớc ổ bi lăn dãy RCy RCz kiêủ 46000 kiểu R 3182100 gối sau ổ bi đỡ chặn Az P Trục đợc sơ đồ hoá nh hình vẽ : RAy A x B C Pr P l1 Pz Px RA x l2 a 52 Lựa chọn thông số : Theo kết cấu ta chọn a = 125 (mm) Để thoả mãn chiều dài sơ hộp tốc độ ta có : lsb = b + f = 400 (mm) Vậy : l2 = 50 (mm) l1 = 350 (mm) Tính phản lực tác dụng lên ổ : Xét mặt phẳng thẳng đứng : Ta có phơng trình cân : RA z Pr RCz + Pz = (1) Pz(l1+ l2 + a) - RCz(l1+ l2) + Pr l1 = (2) Từ (2) ta có : RCz = Py (l1 + l2 + a ) + Pr l1 l1 + l2 = 4192(350 + 50 + 25).76330.350 350 + 50 RCz = 5503 (N) Từ (1) ta có : RA z = Pr - RCz Pz 546,9 (N) Xét mặt phẳng ngang : RAy P RCy + Py = (N) Py (l1+ l2 + a) - RCy (l1+ l2) + P l1 = (4) Từ (4) ta có : 53 RCy = Py (l1 + l2 + a ) P.l1 = l1 + l2 1275.(350 + 50 + 25) 2355.350 350 + 50 RCy = - 410 (N) từ (3) ta có : RAy = P RCy Py = 688 (N) Từ phản lực xác định đợc ta nvẽ biểu đồ mo men Từ biểu đồ momen ta thấy mặt cắt nguy hiểm mặt cắt qua điểm C Theo thuyết bền ứng suất tiếp cực đại ta có ; MtđC = (M ) + (M ) Z Y u u + M X = 6878752 + 860002 + 1820002 MtđC = 630275,4 (N.mm) Tính sơ đờng kính trục : M td (mm) 0,1(1 )[ ] d = 0,68 Chọn = D Dsb = Với thép 45 có [] = 55 (N/mm2) Ta có : Dsb = 630275,4 0,1.(1 0,684 ).55 = 54,93(mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn đờng kính trục D = 60 (mm) Tính chọn ổ cho trục : Do tải trọng tác dụng vào trục có đủ thành phần lực thành phần lực hớng kính có xu hớng tạo áp lực ổ trục chủ yếu RC RA A x B C PZ 54 PX a ổ gối a : gối a lắp ổ đỡ chặn kiểu 46000 , tải phân bố không nên ta xem nh có 0,6 lực hớng tâm tác dụng lên ổ trục chịu lực dọc trục : Xác định tải trọng tơng đơng : Q = 0,8 (0,6 Kv R + m A) Kđ Kt Kn Vì vòng quay nên : Kv =1 Kn hệ số nhiệt độ : Theo bảng 11 [4] ta có K n =1 Kđ Là hệ số tải trọng Kđ = 0,5 (Kđ +1) Nh phần bánh ta dã xác định đợc Kđ = 1,2 Suy : Kđ = 0,5 (1,2 + 1) = 1,1 Phản lực tổng hợp : R= 0,7 (N) RAy 2 + RAX = 6882 + 546,89 = 878,89( N ) m hệ số chuyển đổi Theo bảng 11 [4] m = Tải trọng sơ kể đến sức căng sơ : A0 = k.R +0,5 A = 0,8 R + 0,5 A Vậy tải trọng hớng trục : A = 0,8 R + 1,5 PX = 0,8.878,89 + 0,5 838,4 = 1960 Tải trọng tơng đơng : Q = 0,8 (0,6 878,89 + 0,7 19690,71).1,2.1,1.1 = 2006,2 (N) Hay Q = 200,62 (daN) Xác định hệ số khả làm việc : C = Q (nh) 0,3 Trong : n = 553 (vg/ph) h =16000 (giờ) C = 200,62(553.16 103) 0,3 = 24343 Theo bảng P2 [4] Ta chọn ổ : Có ký hiệu : 46114 d = 70 (mm) D = 110 (mm) C = 57 103 ngh = 6300 (vg/ph) 55 b Các ổ gối C : Trong gối C ta dùng kiểu 3182100 , đay sức căng sơ gâynên tải trọng hớng trục , tải trọng hớng trục không tác dụng nên ổ : Tải trọng tơng đơng : Q = 0,8 R = 0,8 5503,9 = 4403 (N) = 440,3 (daN) Hệ số khả làm việc : C = 440,3(553.16.103) 0,3 = 53432 Chọn cấp xác cho ổ : máy thiết kế có độ xác trung bình ta chọn cấp xác sơ cho ổ nh sau : ổ trớc (Tại gối A) : Cấp xác A ổ sau (Tại gối B ) : Cấp xác A Theo bảng 22 [1] ta có sai lệch àk : A = àk ; C = àm Ta kiểm tra lựa chọn theo biểu thức : C C A + mA mC k mC = 1,5 Trong : mA , mC Số ổ gối trớc gối sau mA = , mC =1 k= 400 = 3,2 125 Theo bảng 20[1] : [] = 10.àm 8 + 3,2 = 1,5 Ta lấy trờng hợp xấu ứng với dấu cộng biểu thức = 18,41 àk > [] Nh cần ý lắp ổ góc độ trục , lắp ta có : = 5,59 àm Đảm bảo giới hạn cho phép : [] = 10 àm Tính độ cứng cho ổ : Theo đồ thị hình IV [1] ta có : ổ đỡ chặn loại 46000 với d = 60 (mm) có j (KG/àm) A = 12 56 ổ đỡ lăn loại 3182100 Với d = 60 (mm) có j C = 100 (KG/àm) ổ cứng 2ổ sau gồm ổ đợc tính : jA = 12 + 12 = 24 (KG/àm) Kiểm tra trục theo độ cứng : A B jA Pr P 400 PZ C jC PY 125 Lực tác dụng lên trục đợc phân làm thành phần nằm mặt phẳng thẳng đứng mặt phẳng nằm ngang qua tâm trục a Kiểm tra độ võng mút trục chính: Công thức tính : j j (k + 1) + A (k + 1)(m 1) C 2 2 k 1 1 k + 2k m 3k m jC jA y= + + + q j0 j0 k jC k k m j0 m3 jC Trong : Q Lực hớng kính tác dụng lên trục chinh mặt phẳng đặt bánh b Khoảng cách từ bánh đến ổ trớc trục : b = 125 +50 175 (mm) = 17,5 (cm) k = 3,2 jA = 24 104 (KG/cm) jB = 100.104 (KG/cm) 57 Đoạn nhịp có dtb = 80 (mm) Theo bảng 18 [1] ta có : với = 0,5 J1 = (1 - 4) =376,88 (cm3) Đoạn công xôn : D = 90 (mm) J2 = (1 - 4) = 604,69 (cm3) Do : 3EJ1 a3 3EJ = 32 a J0 = J0k Trong : E mođul đàn hồicủa vật liệu E = 2,1 10 J1 ; J2 Là momen quán tính J0 = J0k = 3.2,1.106.376,88 12,5 3.2,1.106.604,69 (KG/cm2) = 1,22.106 12,53 = 1,95.106 Ta tiến hành tính biểu thức : j (k + 1) + A k 1 jB + eP = + k j0 j0 k jC Thay giá trị tính đợc eP = 4,13.106 eP = jC 765 (k + 1)(m 1) km jC jA k + 2k m 3k m j0 m3 Thay giá trị tính đợc eP = 1,44.106 Vậy công thức tính độ võng đợc viết gọn thành : y = P.eP + Q eP = 4,13 106 P + 1,44.106 Q Xét mặt phẳng thẳng đứng : yZ = PZ eP + QZ eP = 4192.4,13.106 + 1,44.106 yZ = 16,2 10 (cm) Xét mặt phẳng nằm ngang : yY = PY eP + QY eP = 1257.4,13.106 + 2355.1,44.106 yY = 1,8 10 (cm) Độ võng tổng hợp : y = yZ + yY = (16,2 10 3)2 + (1,8.10 -3)2 = 2,45 10 (mm) 58 y = 2,45 (àm) Nếu lấy [y] = 1.10-4 l = 1.10 40 = 40 (àm) Vậy : y = 2,45 (àm) < [y] = 40 (àm) b Kiểm tra góc xoay gối ổ trớc : Công thức tính : C = a PZ a.l 0,5Pr (l a ) ( Rad ) 3EJ1 l Sau rút gọn ta đợc : C = (2,1.P 0,95 Q) 10 (Rad) Xét mặtphẳng ngang : C = (2,1.1257 0,95 2355) 10 (Rad) Xét mặt phẳng thẳng đứng ; C = (2,1.4192 0,95 765,18) 10 (Rad) =1017,75.10 =8077.10 -7 -7 Độ võng tổng cộng gối trớc : = (1917,75.107 ) + 8077.107 = 8140.107 ( Rad ) Vậy ta thấy < [] Vây trục đảm bảo điều kiện chống xoay PHầN VI BÔI TRƠN- LàM MáT I - Hệ thống bôi trơn 59 Hệ thống bôi trơn thiếu đợc máy cắt kim loại Giải vấn đề bôi trơn cho máy giảm đợc ma sát, giảm tổn thất nămg lợng, đảm bảo máy làm việc xác lâu dài Yêu cầu bôi trơn phải làm việc tin cậy, phải có phận để kiểm tra làm việc toàn hệ thống bôi trơn Đặc điểm máy phay lăn làm việc phạm vi tốc độ rộng nên khó áp dụng biện pháp bôi vung té nhúng Do bôi trơn truyền bánh răng, ổ bi ly hợp ta dùng phơng pháp bôi trơn lu thông Sơ đồ hệ thống bôi trơn gồm: bơm, phin lọc dầu, ống dẫn, buồng phân phối, bể thu hồi, bể chứa Để bơm dầu cho hệ thống ta dùng bơm cánh gạt Dầu để bôi trơn dầu công nghiệp Để tính toán suất bơm ta dùng phơng pháp cân nhiệt nhiệt lợng phát sinh ma sát nhiệt lợng hấp thụ dầu Nhiệt lợng toả cặp ma sát đợc xác định theo công thức sau: W = 800.(1 - ) N (Kcal / h) Trong đó: N: Công suất máy (KW) : Hiệu suất máy = 0,8 Khi cho dầu chảy với lu lợng ( Q = lít/phút ) nhiệt lợng mà hấp thụ là: W = 60.Q.C.t. ( Kcal / h ) Trong đó: C: Nhiệt dung riêng dầu C = 0,4 kcal / Kgc : Khối lợng riêng dầu = 0,9 Kg / dm3 t: Nhiệt độ nung nóng dầu chảy qua bề mặt làm việc Lấy đến oC Đối với ổ trợt lấy 30 đến 40oC Cân hai phơng trình ta có: Q = K.N (1 - ) lít / phút K: Hệ số phụ thuộc vào hấp thụ dầu thực tế nằm giới hạn từ đến ta chọn K = 60 Vây Q = 3.3.( - 0,8 ) = 1,8 lít / phút Kích thớc thùng dầu hệ thống bôi trơn phải đảm bảo cho dầu phải đợc chứa đầy đợc làm Thể tích bể chứa là: V = Q = 1,8 = 10,8 dm3 Bể thu hồi Buồng phân phối khí Phin lọc dầu Bơ m Bể chứa dầu 61 II - Hệ thống làm mát Việc dùng chất lỏng trơn nguội tới vào vùng cắt làm tăng độ bền dụng cụ cắt, tăng chất lợng bề mặt chi tiết gia công, tăng suất cắt gọt Dung dịch trơn nguội có tác dụng tốt đế trình cắt tách phoi làm chi tiết Để làm vùng cắt ta dùng bơm ly tâm, lu lợng bơm đợc xác định theo công thức sau: Giả thiết toàn công suất cắt đợc biến thành nhiệt, nhiệt nớc làm hấp thụ, ta có phơng trình cân nhiệt sau: Q = C T = 120 60 / 427 ( Kcal / h ) Chọn dung dịch trơn nguội Emuxi = Kg / l ; C = (Kcal/KgC) T : Độ tăng nhiệt độ nớc làm phụ thuộc vào trình cắt, phơng pháp dẫn nớc làm sạch, nguội lạnh hệ thống Thờng lấy 15 đến 20oC, chọn = 20oC Vậy Q = 14 / 20 = 2,1 lít / phút Để cho dung dịch trơn nguội đảm bảo cho việc tách phoi ta cần tăng lu lợng bơm Theo kinh nghiệm ta lấy Q = Q1 + K.N Q1: Lợng chất lỏng cần thiết để tách phoi chọn: Q1 = 15 lít / phút K : Hệ số tính đến dẫn nhiệt chọn K = Vậy Q = 15 + 2.3 = 21 lít / phút Kich thớc thùng lọc dầu: Để lắng cặn cho dung dịch làm nguội ta dùng thùng lọc dầu riêng tôn hàn Muốn tăng khả lắng cặn để 62 làm dung dịch thùng phải có kích thớc cho toàn bụi bẩn lắng xuống đáy Kích thớc thùng đợc chọn theo mắy cắt kim loại : b : Chiều rộng thùng h : Chiều cao V thùng h b l l : Chiều dài thùng V : Vận tốc chất lỏng chẩy qua thùng Chọn m = b/h = K : Hệ số phụ thuộc vào kết cấu thùng K< 1: Chọn K = 0,8 W: Vận tốc lắng bụi bẩn W = 9.d2 / 18.v = 9,81.103.0,1/18.5 = 1,09 mm/s v : Hệ số nhớt động học dung dịch V = 5mm/s ; g = 9,81 m/s2 Xác định vận tốc chất lỏng chảy qua thùng v = 106 Q / 60 F Trong : F - Diện tích tiết diện thùng F = b h = 12,5 104 mm2 Vậy v = 106 21 / 60 12,5 104 = 2,8 mm/s 63 Nên h = 250 mm ; b = h = 500 mm ; l = 800 mm Thể tích thùng : V = 500 250 800 = 100.000.000 mm3 64 ... v v Sau tháng tích cực với lỗ lực thân em vận dụng kiến thức dợc trang bị trờng với hiểu biết máy cắt kim loại thân ,đến đồ án em đợc tính toán thiết kế xong Trong thời gian làm đồ án em nhận... phơng án động học: Phơng án động học phơng án thay thứ tự thay đổi truyền nhóm để nhận đợc tốc độ cho Với phơng án kết cấu chọn ta có: Kđ = m! phơng án động học Với m = Ta có Kđ = 2! = 2phơng án. .. tiến hành so sánh hai phơngán [1] [2] : Phơng án 61I 26II 62II 21I Sơ đồ lới 14 trúc Cấu Xmax = x(P 1) 10 Nhận xét : Phơng án [1] đạt yêu cầu : Z = 61I x 26II có : Xmax = Phơng án [2] không