do an

Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại Bộ giáo dục và đào tạo Cộng hòa xã hội chủ nghĩa việt nam ---------------- Độc lập Tự do Hạnh phúc Trờng đại học -------------o0o------------ Công nghiệp thái nguyên Khoa : cơ khí Bộ môn : Máy và Tự động hoá đề tài thiết kế đồ án môn học Ngời thiết kế : Hoàng Tuấn Lớp : K35MA Ngành : Cơ khí chế tạo máy Cán bộ hớng dẫn : Nguyễn Thuận Ngày giao đề tài : 10/03/2003 Nội dung đề tài : Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng H=200 ; Z=22 ; = 1,26 ; n max = 1600 (v/ph) Cắt đợc ren quốc tế, mô đun, Anh, Pít Số lợng và kích thớc bản vẽ : 02 bản A 0 1 . Khai triển hộp tốc độ - A 0 2 . Khai triển ụ động - A 0 Thái Nguyên , Ngày 10 tháng 3 năm 2003 Tổ trờng bộ môn Cán bộ hớng dẫn (ký tên) (ký tên) Nguyễn Thuận Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA 1 Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại LờI NóI ĐầU Trong giai đoạn phát triển xã hội nh hiện nay,việc xây dựng một nền công nghiệp hiện đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát triển nền kinh tế thị tr- ờng.Nhận rõ đợc nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và nhà nớc ta đã rất chú trọng đến việc phát triển nền công nghiệp nặng trong đó mũi nhọn là nghành CƠ KHí CHế TạO MáY. Trình độ kỹ thuật của một đất nớc trớc hết đợc đánh giá bởi sự phát triển của ngành cơ khí chế tạo máy-Một trong những ngành chủ đạo của nền công nghiệp trong đó máy cắt kim loại là thiết bị chủ yếu của nghành,chúng dùng để bóc đi một l- ợng d nào đó từ phôi để biến thành những chi tiết máy theo ý muốn.Ngày nay công nghệ sản xuất phôi đã đạt những thành tựu to lớn trong việc tạo ra những phôi có hình dáng giống với chi tiết gia công và lợng d gia công bóc đi rất nhỏ.Song không vì thế mà ý nghĩa của máy cắt kim loại trong nghành cơ khí lại giảm mà còn tăng lên vì bởi qúa trình gia công trên máy cắt rất phức tạp và yêu cầu độ chính xác rất cao mà các dạng gia công khác không thể đạt đợc. Sau thời gian học tập tại trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp đến nay,em đã hoàn thành chơng trình học của nghành cơ khí chế tạo máy.Để có sự tổng hợp các kiến thức đã học trong các môn học của ngành và có đợc sự khái quát chung về nhiệm vụ của một ngời thiết kế ,em đợc nhận đề tài thiết kế máy Thiết kế máy tiện ren vít chính xác và chuyên đề thành lập sơ đồ động cắt ren có bớc ren thay đổi. Đợc sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn TS Nguyễn Đăng Hoè và tập thể các thầy cô giáo trong bộ môn máy và tự động hoá cùng với sự cố gắng của bản thân,đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.Trong quá trình làm đồ án chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót.Em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô để em có điều kiện học hỏi thêm. Em xin chân thành cảm ơn. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2002 Sinh viên thiết kế Hoàng Tuấn Nhận xét của giáo viên hớng dẫn Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA 2 Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại Tài liệu tham khảo [1] : Thiết kế máy cắt kim loại. Tác giả : Mai Trọng Nhân. Bộ môn máy cắt kim loại. Trờng ĐHKT CN Việt Bắc. [2] : Giáo trình máy cắt kim loại Tập I. Tác giả : GVC Hoàn Duy Khản. Bộ môn máy cắt kim loại. Trờng ĐHKT CN Thái Nguyên. Thái Nguyên : 1996. Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA 3 Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại [3] : Hớng dẫn thiết kế đồ án môn học dao cắt. Tác giả: Trịnh Khắc Nghiêm. Trờng: ĐHKT CN Thái Nguyên. Bắc Thái: 1991. [4] : Tính toán thiết kế máy cắt kim loại. Tác giả: Phạm Đắp Nguyễn Đức Lộc Phạm Thế Trờng Nguyễn Tiến Lỡng Nhà xuất bản Đại Học và trung học chuyên nghiệp. Hà Nội : 1971 [5] : Tính toán hệ dẫn động cơ khí Tập I,II Tác giả: Trịnh Chất Lê Văn Uyển Nhà xuất bản giáo dục. [6] : Kỹ thuật tiện. Tác giả: ĐÊNHEJNƯI CHIKIN TƠKHO. Ngời dịch: Nguyễn Quang Châu Nhà xuất bản Thanh Niên 1999. [7] : Giáo trình máy cắt kim loại Tập IV. Biên soạn: Dơng Công Định. Hiệu đính: PTS Trần Vệ Quốc. Bộ môn máy cắt kim loại Trờng ĐHKTCNTN Thái Nguyên: 1996. [8] : Tập bản vẽ sơ đồ động máy cắt kim loại. Trờng ĐHKTCN Việt Bắc. Bộ môn máy cắt kim loại. Bắc Thái 1980. Mục lục Phần Trang Phân I: Tổng hợp cấu trúc động học máy. 1-8 Phần II: Đặc trng kỹ thuật của máy. 9-15 Phần III: Thiết kế động học máy. 16-56 Phần IV: Thiết kế động lực học máy. 57-69 Phần V: Tính toán chi tiết máy. 70-80 Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA 4 Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại Phần VI: Tính toán hệ thống bôi trơn và làm mát. 81-85 phần i : tổng hợp cấu trúc động học máy I. Công dụng của máy tiện ren vít vạn năng. Máy tiện ren vít vạn năng là máy công cụ đợc dùng phổ biến nhất trong các nhà máy, phân xởng cơ khí của các xí nghiệp. Nó đợc dùng để gia công các bề mặt tròn xoay, bề mặt ren. Phù hợp với loại hình sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ, thính hợp với sửa chữa,chế tạo các chi tiết thay thế. Ngày nay do tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật, máy tiện ren vít vạn năng đợc cải tiến nhiều cho phù hợp với nhu xu hớng phát triển của thời đại. Đặc biệt là các máy đợc điều khiển theo chơng trình số (CNC), ứng dụng công nghệ mới CAD/CAM/CNC. Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA 5 Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại Ngoài việc gia công các bề mặt tròn xoay, bề mặt ren. Nếu sử dụng thêm các đồ gá chuyên dùng thì có thể mở rộng thêm khả năng công nghệ của máy để thực hiện các nguyên công khác nh khoan, khoét, doa, tiện các bề mặt định hình, mặt phẳng, cắt đứt có độ chính xác cao. Những công việc chủ yếu của máy tiện ren vít vạn năng là để tiện trơn và tiện ren. Máy có thể tiện đợc các loại ren hệ mét, ren hệ Anh, ren nhiều đầu mối, ren khuếch đại, ren tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn, ren trái và ren phải. . . II. Tạo hình bề mặt chi tiết gia công. 1. Sơ đồ gia công. Máy tiện ren vít vạn năng chủ yếu dùng để gia công các bề mặt tròn xoay (Trụ trơn) và bề mặt ren. Chọn hai nguyên công đặc trng này của máy để xác định sơ đồ gia công. a. Nguyên công tiện trụ trơn. Bề mặt này đợc hình thành nhờ hai chuyển động: chuyển động quay tròn của trục chính mang phôi Q 1 và chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang dao T 2 nhằm tạo ra lợng chạy dao. Vậy có hai chuyển động tạo hình là: + S (Q 1 ): Chuyển động tạo hình đờng sinh 1. + c (T 2 ): Chuyển động tạo hình đờng chuẩn 2. phơng pháp tạo hình bề mặt là vết ( quỹ tích) b. Nguyên công tiện ren. Đờng sinh (1) là prôfin ren đợc hình thành từ phơng pháp chép hình. Đ- ờng chuẩn (2) là đờng xoắn vít trụ đợc hình thành từ phơng pháp vết. Để tạo ra bề mặt ren thì 2 chuyển động thành phần Q 1 , T 2 phải có mối quan hệ chặt chẽ với nhau đảm bảo khi trục chính mang phôi quay đợc 1 vòng thì bàn maý mang dao phải dịch chuyển một lợng bằng bớc ren t hay bớc xoắn H (đối với ren nhiều đầu mối). Vậy có hai chuyển động tạo hình là : S (Q 1 ) : Chuyển động tạo hình đờng sinh 1. c (Q 1 , T 2 ) : Chuyển động tạo hình của đờng chuẩn 2. Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA 6 Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại 2. Các chuyển động cần thiết của máy. a. Chuyển động tạo hình (ký hiệu ) . Chuyển động tạo hình là chuyển động cần thiết để tạo ra đờng sinh và đờng chuẩn. Số lợng các chuyển động tạo hình đợc xác định qua biểu thức: N = N s + N c - 1/2 N T Trong đó: N s : Số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng sinh. N c : Số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng chuẩn. N T : Số chuyển động trùng. Trong đó : N s =0 ; N c =2 ; N T =0 (Tiện ren) N s =1 ; N c =1 ; N T =0 (Tiện trơn) Nh vậy trong cả hai trờng hợp tiện thì N =2 nghĩa là chuyển động tạo hình gồm có 2 thành phần (Q 1 ,T 2 ). b. Chuyển động cắt gọt. Chuyển động căt gọt là chuyển động cần thiết để thực hiện và duy trì quá trình bóc phoi, ở đây chuyển động cắt gọt trùng với chuyển động tạo hình do đó cấu trúc động học máy đơn giản nhng nó lại hạn chế công suất cắt gọt. Ngoài các chuyển động chạy dao dọc của bàn máy, chuyển động phụ còn có chuyển động chạy dao ngang để thực hiện một số nguyên công khác nh : Xén mặt đầu, tiện cắt đứt. c. Chuyển động phân độ. Chuyển động phân độ là chuyển động cần thiết để dịch chuyển tơng đối giữa dao và phôi sang vị trí mới, khi trên chi tiết gia công có nhiều bề mặt gia công căn bản giống nhau. Ví dụ nh : Tiện ren nhiều đầu mối. d. Chuyển động định vị. Chuyển động định vị là chuyển động nhằm khống chế kích thớc gia công của chi tiết gia công, nó có nhiệm vụ xác định hớng của tọa độ phôi và dao với nhau, tức là xác định vị trí tơng đối của đờng sinh và đờng chuẩn với nhau trong các trục toạ độ của máy. Chuyển động định vị có thể là chuyển động ăn dao nếu trong lúc thực hiện có tiến hành cắt gọt và có thể là chuyển động điều chỉnh nếu trong lúc thực hiện không có quá trình cắt gọt. e. Chuyển động điều khiển. Là chuyển động nhằm đảm bảo máy hoạt động theo một tiến trình công nghệ xác định, chuyển động này của máy là chuyển động cần thiết để cho máy trở thành máy tự động hay bán tự động. Ví dụ các chuyển động thực hiện đóng mở lý hợp hay khống chế hành trình. g. Các chuyển động phụ khác. Là chuyển động thực hiện dịch chuyển dao hay phôi với tốc độ lớn mà không tham gia cắt gọt, các chuyển động này cần thiết khi kết thúc một lợt gia công để chuyển sang lợt gia công khác. Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA 7 Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại III . Thành lập sơ đồ cầu trúc động học máy. Tập hợp một hay vài nhóm động học nối kết cấu hay nối động học với nhau, tạo thành cấu trúc động học toàn máy. Vì vậy muốn xây dựng cấu trúc động học máy cần nắm vững nguyên tắc nối động và nguyên tắc bố trí các khâu điểu chỉnh. Biết rằng ngoài chuyển động chạy dao dọc T 2 máy còn có chuyển động chạy dao ngang T 3 để tiện mặt phẳng, tiện mặt đầu và tiện căt đứt. . . Do đó liên kết của máy phải có vít me ngang. Khi thực hiện tiện trơn chuyển động tịnh tiến của bàn xe dao T 2 sẽ do cơ cấu bánh răng thanh răng đảm nhận khi cắt ren sử dụng vít me dọc để chạy dạo dọc. Theo yêu cầu máy chế tạo ra phải gia công đợc các loại phôi có kích thức khác nhau nằm trong phạm vi cho phép, nhằm thoả mãn tính công nghệ khi chọn chế độ cắt hợp lý. Vì vậy trục chính phải có nhiều tốc độ tơng ứng với chế độ cắt. Để bảo đảm điều đó ta phải thiết kế hộp tốc độ(i v ) và cơ cấu điều chỉnh tốc độ cho trục chính. Để tạo ra các lợng chạy dao khác nhau (dọc, ngang) trong máy cần bố trí hộp chạy dao (i s ) khi này sơ đồ cấu trúc động học máy và điều chỉnh động học máy đợc thể hiện nh hình vẽ. Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA 8 Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại Trục vít me ngang- T 3 Trục vít me dọc T 2 - Liên kết trong: Trục chính Q 1 i s Trục trơn (B r - T r )- T 2 - Liên kết ngoài: i đ/c i v Trục chính. *. Xích tốc độ: - Từ động cơ M 1 đến trục chính mang phôi M 1 1 2 i v 3 4 Trục chính. - Lợng di động tính toán n đ/c = n T/c (Vòng/phút) - Phơng trình điều chỉnh. n đ/c ì i 12 ì i v ìi 34 = n t/c - Công thức động học. i v = C v . n t/c *. Xích chạy dao tiện trơn. - Từ trục chính mang phôi đến bộ truyền bánh răng thanh răng. Trục chính 4 5 i s 6 8 BR TR - Lợng di động tính toán. 1 vòng trục chính tạo ra S d (mm) bàn dao dọc - Phơng trình điều chỉnh. 1ì i 45 ìi s ìi 68 ì.m n .Z =S d (mn) - Công thức động học. i s =C s1 .S d * Xích chạy dao tiện ren. - Từ trục chính đến bộ truyền vít me đai ốc dọc (t vmd ) - Trục chính 4 5 i s 6 7 t vmd - Lợng di động tính toán. 1 vòng trục chính tạo ra t(mm) bàn dao. - Phơng điều chỉnh. 1ìi 45 ìi s ìi 67 ìt vmd = t(mn) - Công thức động học Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA 9 Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại i s = C s2 . t *. Xích chạy dao ngang. - Từ trục chính đến bộ truyền vít me đai ốc ngang (t vmn ) Trục chính 4 5 i s 6 9 t vmn - Lợng di động tính toán. 1 vòng trục chính tạo ra S ng (mm) bàn dao ngang. - Phơng trình điều chỉnh 1ìi 45 ìi s ìi 69 ìt vmn = S ng (mm) - Công thức động học. i s = C S3 .S ng *. xích chạy dao nhanh. +. chạy dao dọc. - Từ động cơ chạy dao nhanh M 2 đến bộ truyền BR/TR M 2 10 8 BR/TR - Phơng trình điều chỉnh n đ/c (M 2 ) ìi 108 ì.m n .z = S d (mm) +. chạy dao ngang. - Từ động cơ dao nhanh M 2 đến bộ truyền vít me ngang. M 2 10 9 t vmn - Phơng trình điều chỉnh. n đ/c (M 2 ) ìi 109 ìt vmn = S ng (mm) PHần II : Đặc trng kỹ thuật của máy I I. Đặc trng công nghệ. Máy tiện ren vít vạn năng có thể gia công đợc các bể mặt trụ tròn xoay (trong, ngoài); mặt đầu và các bề mặt ren, tiện cắt đứt. Các nguyên công thực hiện trên máy tiện là : Tiện trụ trơn, tiện ren, khoan, doa, tarô. . . Ngoài ra nếu bố trí thêm đồ gá thì có thể mở rộng thêm phạm vi công nghệ của máy. Các dụng cụ cắt đợc sử dụng trên máy tiện thờng là : Thép cacbon dụng cụ, thép gió, thép hợp kim dụng cụ, hợp kim cứng . . . Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA 10 [...]... các loại ren: Ren quốc tế, ren modul, ren Anh, ren pít Ren quốc tế và ren modul gọi là ren hệ mét + Ren quốc tế đợc đặc trng bằng chiều dài bớc ren t (mm), góc ở đỉnh ren = 60o nó đợc dùng để kẹp chặt + Ren modul đợc đo bằng số modul m, nó đợc dùng làm ren của trục vít + Ren Anh và ren pít đợc gọi là ren hệ Anh Ren Anh đợc đo bằng số vòng ren (n) trên một tấc Anh (1 inse = 25,4mm) loại này dùng để kẹp... Với ren quốc tế và ren modul gía trị của t,m đợc sắp xếp theo tỉ lệ thuận với i cs và igb Với ren Anh và ren pít giá trị chỉ số của n,p tỉ lệ thuận với ics và igb Vì trong nhóm cơ sở có đổi đờng truyền khi chuyển từ từ ren hệ mét sang ren hệ Anh, thì ren hệ mét có bớc ren tmin đặt ở ( 1,1 ) còn ren hệ Anh có trị số nmin đặt ở (1,n) Vậy có sơ đồ xếp ren theo bảng : Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên 29... hai nguyên nhân trên trong hộp chạy dao có thể dùng các cơ cấu giảm tốc nhiều và hiệu suất thấp nh vít me- đai ốc, trục vít- bánh vít, bánh răng thanh răng Theo yêu cầu cần thiết kế thì máy phải cắt đợc các loại ren ( Quốc tế, modul, ren Anh, ren pít ) do đó hộp chạy dao phải đảm bảo tỉ số truyền chính xác để cắt đợc Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên 26 Lớp K35MA Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim... = 55o Ren pít (p) nó đợc đo bằng số modul trong một tấc Anh nó đợc dùng để truyền động Các công thức để tính bớc ren của các loại ren tiêu chuẩn: Loại ren Số đo Bớc ren (mm) Ren quốc tế t t Ren modul m t = m Ren Anh n t= Ren pít p t = 25,4 n 25,4. p Chọn theo máy có trớc 16K20 đợc : Ren quốc tế : t = 0,5 ữ 112 Ren modul : m = 0,5 ữ 112 Ren Anh : n = 56 ữ 0,25 Ren Pít P = 56 ữ 0,25 Thông thờng ngời... trong nhóm cơ sở để tiên ren mét sang ren Anh II Thiết kế hộp chạy dao Hộp chạy dao có hai công dụng là chạy dao tiện ren và chạy dao tiện trơn Nhng khi thiết kế ta chủ yếu thiết kế cho chạy dao tiện ren ( Ren tiêu chuẩn ) Nhìn chung các bớc tiện trơn khá dày đặc vì vậy để chạy dao tiện ren ta dùng cơ cấu vít me-đai ốc, còn để chạy dao tiện trơn ta dùng cơ cấu bánh răng thanh răng Nếu gọi : tvm : là bớc... trong cùng bảng thì ip = const, do vậy để tính ib ta chọn trớc một bớc ren nào đó trong bảng để cắt thử Khi này thì i csi và igbi và tvm đã đợc xác định Vì đờng truyền khi tiện ren hệ mét khác với đờng truyền khi tiện ren hệ Anh nên tij ibM 1 = icsi ì i gbi ì t vm ibM 2 = .mij icsi ìigbi ìtvm (cắt ren quốc tế) (cắt ren môdul) ibA1 = 25,4 ì icsi igbi ì nij ì t vm (cắt ren Anh) ibA 2 = 25,4. icsi igbi ì... 12 ì 45 28 5 40 = 8 64 + Khi cắt ren Anh theo đờng truyền khác nếu phải tính lại các giá trị icdA nh sau 25,4 25,4 = = 3,175 n 8 5 35 1 Anh tìm đợc : ics = 4 = 28 ; i gb = 2 25,4 25,4 25,4 ì 28 ì 64 ib = itt1 ì icd = = = 35 1 t vm ì ics ì i gb ì n 12 ì 35 ì 8 12 ì ì ì8 28 2 ib 25,4 ì 28 ì 64 30 38 30 A icd = = = ì ì itt1 12 ì 35 ì 4 ì 40 45 34 33 cắt thứ ren Anh với: n = 8 Tra bảng ren vậy có : t=... đã có: Z5 = 55 , Z1 = 47 Z5 - Z1 = 55 47 =8 > 5 Do vậy thoả mãn điều kiện di trợt của khối bánh răng 3 bậc B Thiết kế hộp chạy dao I Những lựa chọn chung 1.Chọn đặc tính chạy dao So với hộp tốc đô hộp chạy dao có đặc điểm sau đây: + Công suất truyền bé, thờng chỉ bằng từ 5 ữ 10% công suất truyền động chính +Tốc độ làm việc thấp hơn so với hộp tốc độ Do hai nguyên nhân trên trong hộp chạy dao có thể...Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại Phôi có thể gia công đợc trên máy là phôi thanh, phôi rèn hoặc đúc Vật liệu phôi chủ yế là thép cacbon, thép hợp kim , gang Ngoài ra còn có hợp kim mầu và vật liệu phi kim loại Tuy theo phơng pháp đạt độ chính xác khi gia công mà chi tiết gia công có thể đạt đợc độ chính xác và độ... kiệm nguyên vật liệu, kết cấu có tính công nghệ cao, làm việc chính xác, sử dụng bảo quản dễ dàng, an toàn khi làm việc I Chọn phơng án truyền dẫn 1 Chọn kiểu truyền dẫn Khi chọn phơng án truyền dẫn cần căn cứ vào phạm vi điều chỉnh, công suất truyền, trị số trợt, thuận tiện điều khiển, thay đổi tốc độ nhanh, tính công nghệ tốt Với máy truyền động chính là quay có công suất nhỏ hơn 100KW, theo ENIMS . thành phần Q 1 , T 2 phải có mối quan hệ chặt chẽ với nhau đảm bảo khi trục chính mang phôi quay đợc 1 vòng thì bàn maý mang dao phải dịch chuyển một lợng. có chuyển động chạy dao ngang T 3 để tiện mặt phẳng, tiện mặt đầu và tiện căt đứt. . . Do đó liên kết của máy phải có vít me ngang. Khi thực hiện tiện trơn