Các bề mặt thường dùng trong ngành cơ khí rất đa dạng về hình dáng, kích thước, nhưng tấc cả đều thuộc một trong ba nhóm sau. Dạng bề mặt có dạng đường chuẩn là đường tròn Dạng bề mặt có đường chuẩn là đường thẳng. Dạng bề mặt đặc biệt
Trang 1Chương 1
ĐẠI CƯƠNG VỀ CHUYỂN ĐỘNG HỌC
TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI 1.1 Khái niệm về máy cắt kim loại.
1.1.1 Các dạng bề mặt thường dùng trong
ngành chế tạo máy.
Các bề mặt thường dùng trong ngành cơ khí rất đa dạng về hình dáng, kích thước, nhưng tấc cả đều thuộc một trong ba nhóm sau.
a Dạng bề mặt có dạng đường chuẩn là
đường tròn.
Bề mặt có dạng đường chuẩn tròn là bề mặt được tạo thành khi cho đường sinh chuyển động tương đối xung quanh đường chuẩn tròn, với đặc điểm là có trục chuẩn đối xứng hoặc tâm đối xứng.
Đường sinh là những đường thẳng, đường cong, đường gấp khúc; đường chuẩn là đường tròn.
Trang 2Hình 1.1 Các bề mặt gia công tròn xoay có đường
Hình 1.3 Các dạng mặt có đường chuẩn thẳng.
c Dạng bề mặt đặc biệt.
Trang 3Các dạng bề mặt đặt biệt là những bề mặt không gian phức tạp, có đường chuẩn là đường cong hoặc đường thẳng, đường sinh là những đường thẳng hoặc đường thân khai.
Hình 1.4 Các dạng bề mặt đặc biệt.
Như vậy:
Để tạo ra các dạng bề mặt gia công khác nhau cần thiết phải tạo ra các đường sinh và đường chuẩn tương ứng.
Nếu bề mặt có đường sinh là đường thẳng, đường tròn, đường xoắn Acsimet, đường thân khai… thì máy cắt kim loại chỉ cần phối hợp hai chuyển động đơn giản là chuyển động thẳng và quay tròn đều.
Nếu bề mặt có đường sinh là đường hypecbon, đường elip, đường xoắn log… thì máy cắt kim loại cần phối hợp hai chuyển động phức tạp là chuyển động thẳng và quay tròn không đều.
1.1.2 Các chuyển động tạo hình bề mặt gia công.
Trang 4Chuyển động tạo hình là chuyển động tương đối của dao và phôi nhằm tạo ra đường sinh và đường chuẩn nhằm hình thành bề mặt chi tiết gia công.
Chuyển động tạo hình có ba loại.
a.Chuyển động đơn giản.
Là chuyển động tạo hình do các chuyển động thành phần độc lập thực hiện, các chuyển động thành phần này không phụ thuộc vào nhau theo bất kỳ qui luật nào.
Hình 1.5 Các chuyển động tạo hình đơn giản.
b Chuyển động tạo hình phức tạp.
Là chuyển động tạo hình do nhiều chuyển động thành phần có sự phụ thuộc vào nhau theo một qui luật nhất định thực hiện.
Trang 5Hình 1.6 Các chuyển động tạo hình phức tạp.
c.Chuyển động tạo hình hỗn hợp.
Là chuyển động tạo hình do nhiều chuyển động thành phần thực hiện, trong đó có những chuyển động thành phần phụ thuộc vào nhau theo một qui luật nhất định và những chuyển động thành phần không phụ thuộc vào nhau theo bất kỳ qui luật nào.
Trang 6chi tiết gia công, bề mặt gia công được tạo ra
do đường sinh chuyển động theo đường chuẩn Phương pháp này cho ta năng suất cao nhưng việc chế tạo dụng cụ cắt khó khăn.
1.8 Phương pháp định hình
b Phương pháp theo vết.
Phương phương tạo hình theo vết là phương pháp tạo hình mà bề mặt gia công được hình thành do tổng hợp các vết chuyển động của lưởi cắt tạo nên Quĩ tích của lưỡi dao trên bề mặt chi tiết gia công là đường sinh của bề mặt chi tiết gia công.
Hình 1.9 Phương pháp theo vết.
Trang 7Hình 1.10 Phương pháp bao hình.
Ngoài các phương pháp tạo hình chung, đối với mỗi loại máy cắt khác nhau lại có một phương pháp tạo hình riêng phụ thuộc vào vị trí tương đối của đường sinh và đường chuẩn.
1.1.4 Các loại chuyển động trong máy cắt kim loại.
Trang 81.1.4.1 Chuyển động chính.
Chuyển động chính là chuyển động tạo ra tốc
độ cắt gọt, để thực hiện quá trình cắt gọt tạo ra phoi.
Chuyển động cắt gọt có ảnh hưởng lớn đến thời gian gia công chi tiết tuy nhiên nó phụ thuộc vào vật liệu làm dao, vật liệu gia công và điều kiện cắt gọt.
Chuyển động chính có hai loại.
- Chuyển động chính là chuyển động quay
Trang 9L : chiều dài hành trình chạy dao.
T : thời gian cơ bản để gia công chi tiết
1.1.4.2 Chuyển động chạy dao.
Là chuyển động nhằm duy trì quá trình cắt gọt, hay duy trì quá trình tạo phoi.
Chuyển động chạy dao có ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của dao, năng suất cắt và chất lượng
bề mặt gia công.Chuyển động chạy dao có thể
là chuyển động chạy dao dọc, chạy dao ngang, chạy dao vòng, chạy dao hướng kính…
- Lượng chạy dao với nhóm máy có chuyển động chính là chuyển động quay vòng :
(mm/vg)
nT
L
S =
Trong đó : S : lượng chạy dao (mm/vòng)
L : chiều dài chuyển động của dao.
Trang 10n : số vòng quay của trục chính trong một phút (vòng/phút)
T : thời gian cơ bản để gia công chi tiết (phút).
- Lượng chạy dao đối với nhóm máy có chuyển động chính là chuyển động thẳng :
(mm/htk)
T n
B S htk
1.1.5 Sơ đồ kết cấu động học của máy cắt kim loại.
1.1.5.1 Khái niệm.
Sơ đồ kết cấu động học là sơ đồ chỉ mối quan
Trang 11nhau Là sơ đồ qui ước, nó sử dụng các ký hiệu đặc trưng cho cơ cấu truyền động, biểu thị những vắn tắt mối liên hệ chuyển động giữa các bộ phận cơ bản của máy.
1.1.5.2 Xích truyền chuyển động tạo hình bề mặt.
Xích truyền chuyển động là đường truyền chuyển động nối từ động cơ đến khâu chấp hành để thực hiện một chuyển động tạo hình đơn giản (xích tốc độ) hoặc nối liền giữa hai khâu chấp hành để thực hiện chuyển động tạo hình phức tạp (xích chạy dao).
a Xích chuyển động tạo hình đơn giản.
Xích chuyển động tạo hình đơn giản là đường truyền chuyển động tạo hình đơn giản.
Trang 12Hình 1.11 Xích truyền động trong tạo hình đơn giản :
máy mài tròn ngoài
Trang 13Hình 1.12 Sơ đồ kết cấu động học phay rãnh xoắn
1.1.5.3 Xích truyền động phân độ.
Xích truyền truyền động phân độ là đường truyền chuyển động nhằm gia công nhiều bề mặt giống nhau trên một chi tiết.
Truyền động phân độ trên máy công cụ được chia làm hai loại :
- Truyền động phân độ gián đoạn : dùng để gia công ren nhiều đầu mối, phay bánh răng…
- Truyền động phân độ liên tục : dùng để gia công bánh răng bằng phương pháp bao hình 1.1.5.4 Xích chuyển động vi sai.
Trong quá trình gia công, đôi khi để tạo ra các
bề mặt khác nhau, chúng ta cần phải thực hiện
Trang 14phối hợp nhiều chuyển động nhằm giáp cho cơ cấu chấp hành chuyển động nhanh hơn hoặc chậm lại đường truyền chuyển động này gọi là chuyển động vi sai.
1.1.6 Phân loại và kí hiệu máy.
b Phân loại theo khối lượng.
Phương pháp phân loại này dựa vào khối lượng của máy mà người ta chia ra máy hạng nhẹ, máy hạng trung bình, máy hạng nặng, máy nặng vừa và máy cực nặng.
c Phân loại theo mức độ chuyên môn hoá.
Dựa vào mức độ chuyên môn hoá mà ta phân máy cắt thành các loại sau:
Trang 15- Máy vạn năng: là loại máy này có thể thực hiện nhiều nguyên công khác nhau vì vậy mà loại máy này phù hợp cho sản xuất đơn chiếc
và hàng loạt nhỏ.
- Máy chuyên môn hoá: dùng để gia công một loại chi tiết hay một vài loại chi tiết có hình dáng và kích thước giống nhau.
- Máy chuyên dùng: dùng để gia công một loại chi tiết có cùng kích thước và hình dáng với số lượng lớn.
d Phân loại theo mức độ chính xác:
Dựa vào mức độ đạt được của chi tiết gia công
ta chia ra thành: máy thường, máy chính xác, máy siêu chính xác.
e Phân loại theo mức độ tự động hoá.
Dựa vào mức độ tự động hoá ta chia ra loại máy bán tự động, máy tự động.
Trang 16- Các chữ cái đầu tiên chỉ tên máy: T : máy tiện, P : máy phay, M : máy mài, B : máy bào,
K : máy khoan…
- Chữ số tiếp theo chỉ mức độ vạn năng hoặc công dụng (kiểu máy).
- Chữ số cuối cùng chỉ kích thước của máy.
Ngoài ra còn có các chữ cái xen kẻ ở giữa hoặc
ở phía sau để chỉ loại máy đó đã được cải tiến.
Ví dụ: T6M16, 2A125.
Ở Liên Xô kí hiệu giống như Việt Nam tuy nhiên chữ cái đầu tiên ở VN được thay bằng chữ số Ví dụ: 1 chỉ máy tiện, 2 chỉ máy mài, 3 chỉ máy khoan, doa, 4 chỉ máy tổ hợp ….
1.2 Các cơ cấu truyền dẫn trong máy cắt
1.2.1 Truyền dẫn vô cấp.
Là phương pháp truyền dẫn mà với một tốc
độ không đổi của trục chủ động thì tốc độ của trục bị động có thể thay đổi tuỳ ý.
1.2.1.1 Cơ cấu dùng puli côn.
Trang 17
1 3 2
II
I Đia ma sát Bá nh ma sá t
Hình 1.14 Bộ truyền vơ cấp bánh ma sát.
1.2.1.3 Cơ cấu dùng xi lanh – pittơng.
Hình 1.15 Cơ cấu truyền dẫn vơ cấp dùng xi
lanh-pittơng.
Trang 181.2.1.4 Cơ cấu truyền dẫn vô cấp trực tiếp sử dụng động cơ Servo.
1.2.2 Truyền dẫn phân cấp.
1.2.2.1 Bộ truyền bánh răng.
Quá trình truyền động được thực hiện nhờ các bánh răng ăn khới với nhau Truyền động bánh răng có các loại: bộ truyền bánh răng thẳng, bộ truyền bánh răng nghiêng, bộ truyền bánh răng chử V, bộ truyền bánh răng côn.
Trang 19Hình 1.17 Bộ truyền đai.
D
D n
n i
2
1 1
Trang 201.2.2.3 Bộ truyền trục vít - bánh vít.
Dùng để truyền chuyển động giữa hai trục vuông góc nhau Và thường chỉ truyền được theo một chiều (từ trục vít sang bánh vít: tính
tự hãm).
Hình 1.18 Bộ truyền trục vít bánh vít.
Tỉ số truyền i= K Z K: số đầu mối của trục vít.
Z: số răng của bánh vít.
1.2.2.4 Bộ truyền bánh răng - thanh răng.
Dùng để biến một chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại.
Trang 21Hình 1.19 Bộ truyền bánh răng thanh răng.
Tỉ số truyền i= π m.z
m : Mô đun của răng.
Z : số răng của bánh răng.
Trang 22Hình 1.20 Bộ truyền trục vít-đai ốc
1.1.2.6 Cơ cấu dùng bánh răng di trượt.
Hình 1.21 là bộ truyền dùng bánh răng di trượt, nhờ sự thay đổi ăn khớp giữa các bánh răng mà ta có thể thay đổi được tỉ số truyền.
Ta có hai nhóm bánh răng di trượt, một nhóm 2 bậc và nhóm 3 bậc vì vậy ta có 6 cấp độ.
11
9 6
3 2
1 1
z
z z
z z
z n i
n
6
3 2
1 2
z
z z
z z
z n i n
7
4 2
1 3
z
z z
z z
z n i n
n IV = I = I
12
10 7
4 2
1 4
z
z z
z z
z n i
n
11
9 8
5 2
1 5
z
z z
z z
z n i n
12
10 8
5 2
1 6
z
z z
z z
z n i n
Trang 23Gồm một khối bánh răng hình tháp được
lắp cố định trên trục I Bánh răng trung
gian Z 0 được lắp hành tinh trên bánh răng
NorTon
Bánh răng Z a di trượt trên trục II.
Nguyên lí làm việc:
luôn ăn khớp với nhau.
Ưu điểm:
- Nhờ có bánh răng trung gian nên việc lựa
chọn số răng trên các bánh răng dễ dàng.
Trang 24- Số bánh răng cần cho bộ truyền ít Khi ta
cần n tỉ số truyền chỉ cần n + 2 số bánh răng.
- Các bánh răng không ăn khớp thường
xuyên với nhau nên ít bị mòn và ít tiêu hao năng lượng.
- Kích thước của bộ truyền nhỏ.
Nhược điểm:
- Do các bánh răng hình tháp mỏng nên
không truyền được mô men lớn.
- Độ cứng vững kém.
- Không dùng được bánh răng nghiêng.
1.2.2.8 Cơ cấu then kéo.
Cấu tạo:
Hình 1.23 Cơ cấu then kéo.
Trang 25Gồm hai khối bánh răng hình tháp lắp ngược chiều nhau, khối bánh răng thứ nhất được lắp cố định trên trục I, khối còn lại lắp lồng không trên trục II Khi trục I quay truyền chuyển động cho các bánh răng trên trục II, nhưng trục II không thể quay muốn trục II quay thì ta phải điều chỉnh then kéo đến vị trí của một trong số các bánh răng trên trục II Then kéo có tác dụng như một chốt cố định bánh răng với trục II, để then kéo có thể
cố định với trục II, then kéo phải cần đến lò
xo lá nằm bên trong trục II đẩy then kéo.
truyền được mô men xoắn lớn.
- Độ mòn của bánh răng lớn, hiệu suất truyền
kém do tiêu hao năng lượng.
- Không thể dùng bánh răng có đường kính
lớn vì bánh răng mỏng.
1.2.2.9 Cơ cấu Mean.
Trang 26a) Cơ cấu Mean không có bánh răng trung gian
Cấu tạo: Gồm các khối bánh răng giống nhau hoặc khác nhau Mỗi khối gồm hai bánh răng Các khối bánh răng này được lắp lồng không trên hai trục ( trừ khối thứ nhất lắp chặt trên trục I) Các bánh răng này luôn ăn khối với nhau theo nguyên lí liên tiếp trục công tác III lắp bánh răng di trượt Z a Tuỳ theo vị trí của
a tq
Z
Z x Z
Z x Z
Z x Z
Z x Z Z
Z
Z x Z
Z x Z
Z x Z Z Z
Z x Z Z Z
Z x Z Z
x n n
6 5 12 11 4 3 10 9 2
11 11 4 3 10 9 2
9 9 2
7 2 1
Trang 27Cấu tạo: Tương tự như loại không có bánh
vì thế sẽ có nhiều tỉ số truyền hơn.
Hình 1.24 Cơ cấu Mean có bánh răng trung gian
Tỉ số truyền: (sv tự ghi)
Cơ cấu Mean có bánh răng trung gian có số
tỉ số truyền gấp hai lần cơ cấu không có bánh răng trung gian.
- Hiệu suất bộ truyền kém.
- Không truyền được công suất lớn.
Trang 28- Nếu có bánh răng trung gian thì kém cứng vững
1.2.2.10 Cơ cấu đảo chiều.
Trong máy công cụ thường dùng các cơ cấu cơ khí để đảo chiều quay của cơ cấu chấp hành.
Hình 1.25 Một số cơ cấu đảo chiều cơ khí
1.2.2.11 Cơ cấu bánh răng thay thế.
Cơ cấu bánh răng thay thế là loại cơ cấu để thực hiện tất cả các tỉ số truyền bằng cách thay đổi một hoặc hai cặp bánh răng.
hay II z
z z
z I
i th ( ) ( )
4
3 2
1
=
) ( ) (
4
1 II z
z I
n ng =
Trang 29Hình 1.26 Cơ cấu bánh răng thay thế.
Ưu điểm:
- Có thể tạo ra tỉ số truyền có độ chính xác
cao, theo đúng yêu cầu.
- Kích thước chiều trục ngắn, kết cấu đơn
giản.
Nhược điểm:
- Thời gian thay đổi bánh răng lâu.
1.3 Bảng ký hiệu qui ước trong sơ đồ động.
Ổ trượt
Ổ trượt chặn
Trang 32Đai ốc hai nữa
Cơ cấu cam thùng
Cam đĩa
Ly hợp vấu hai
Trang 34Nếu có đồ gá, có thể gia công được các bề mặt không tròn xoay, hình nhiều cạnh, ê-líp, cam v.v
Hình 2.1 Các nguyên công chủ yếu thực hiện trên
máy tiện vạn năng
Trang 35-Máy tiện chuyên dùng gồm : máy tiện hớt lưng, máy tiện vít me, máy tiện trục khuỷu v.v
H2.2 Máy tiện 1K62 (Liên Xô)
2.2 MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG
- Lượng chạy dao dọc : (mm/vòng) 0,06 – 3,34
- Lượng chạy dao ngang : (mm/vg) 2/3 lượng chạy dao dọc
Trang 36- Cắt các loại ren : + Ren hệ mét (Pmm) : 0,5 – 9 + Ren Anh (số vòng ren trên 1 ’’ ) : 38 – 2
+ Ren modun (mm) : 0,5 – 9
- Góc xoay bàn xe dao: ± 45 0
- Số dao bắt được trên xe dao : 4 dao.
- Lỗ côn moóc nòng ụ động : số 4
- Dùng đai thang B2000 , số lượng 3 đai
- Kích thước máy (Dài x Cao x Rộng) :
2225 x 852 x 1152
- Trọng luợng toàn máy : 1800Kg
- Động cơ có công suất N = 4kw ; n =
1440 vg/phút.
2.- Các bộ phận chính máy T6M16 :
- Thân máy 1 đặt trên bệ đỡ trước 2 và
bệ đỡ sau 3 ; trên nó lắp tất cả bộ phận cơ bản của máy.
- Phía bên trái là ụ trước 4, bên trong là hộp tốc độ với trục chính lắp mâm cặp 5.
- Phía bên phải lắp ụ sau 6 gọi là ụ động,
nó có thể di chuyển dọc theo sống trượt của máy và đuợc kẹp chặt tùy theo chiều dài chi tiết gia công.
- Dao bắt trên bàn xe dao 7.
Trang 37- Thực hiện chạy dao dọc và ngang nhờ
xe dao 8 nhận chuyển động từ trục trơn 9 hoặc trục vít me 10 tùy theo công việc tiện hoặc cắt ren lượng chạy dao của bàn dao đuợc điều chỉnh ở hộp chạy dao 11.
Phụ tùng trang bị kèm theo máy còn : gía đỡ (luynét) cố định, giá đỡ di động, mâm cặp 4 chấu, mũi tâm quay, bánh răng thay thế
3.- Sơ đồ động máy tiện T6M16.
3.1-Xích tốc độ (xích truyền động chính) Phương trình cơ bản của xích tốc độ
n đc i v = n tc
uay trucchinhq VII
Giantiep
angtrong Donglyhopr
Tructiep V
d
d IV III
II I
27 )
( 198
140 )
( 71 27 48
50 ) ( 47 31 40 38 53 25 ) ( 57
57 )
Trang 38- Tay gạt ở vị trí B (đường trực tiếp có 6 cấp tốc độ cao n = 180 – 1000 vg/ph.
p v p
v
27
27 198
140 48
50 40
38 57
57 / 1440
max = × × × × × ≈
p v p
v
58
17 63
27 198
140 71
27 53
25 57
57 / 1440
i đc : tỉ số truyền của cơ cấu đảo chiều
i tt : tỉ số truyền của cơ cấu bánh răng thay thế
i cđ : tỉ số truyền của cơ cấu cơ sở.
i gb : tỉ số truyền của cơ cấu gấp bội.
t x : bước ren trục vít me t x =6mm
t p : bước ren cần tiện.
Trang 39+ Ren quốc tế thuộc hệ mét, bước ren được biểu thị bằng t p
Bánh răng thay thế dùng để tiện ren hệ mét a=60,b=65,c=65,d=45.
) (
26
52 52
26 39
39 52
26 39
39 52 26
26
52 52
26 39
39 52 26
26
52 52 26
26
52 39 39
) (
36 27 47 21 52 26 48 30 24 27
) ( 58
29 ) ( 55
35 35
5555
55
d
c b
a VIII ucchinh
ucchinh vongquaytr
39
39 26
52 39
39 24
27 45
65 65
60 58 29 55
35 35
5555
55 1
×
=
mm mm
ucchinh vongquaytr
39
39 26
52 52
26 39
39 52
26 39
39 52
26 52
26 45
65 65
60 58 29 55
35 35
5555
55 1
thế a=60, b=45, c=127, d= 95,90,75,70,55
+ Ren modun là ren của trục vít dùng trong truyền động trục vít-bánh vít thuộc hệ mét,
thông số đặc trưng là modun m :
Trang 4026
52 52
26 39
39 52
26 39
39 52 26
26
52 52
26 39
39 52 26
26
52 52 26
26
52 39 39
) (
36 27 47 21 52 26 48 30 24 27
) ( 58
29 ) ( 55
35 35
5555
55
d
c b
a VIII ucchinh
oc trucvitdai XX
DongM
Tudongdoc mz
brthr XIX
DongM XVIII
XVII z
k XVI n lyhopantoa
XV
x: )
( 13
47 47
38 2
: )
( 55
25 1 )
( 60 24
) ( 45
2 )
( )
3 Điều chỉnh để tiện ren vít một đầu mối.
1 Máy có hộp chạy dao:
a/ Bước ren cần tiện có sẳn trên máy : điều chỉnh các tay gạt trong hộp chạy dao theo bảng hướng dẫn trong máy.
b/ Bước ren cần tiện không có trong hộp chạy dao: thực hiên theo hai bước như sau:
-Bước 1: Điều chỉnh hộp chạy dao theo thông số t p gần nhất.
-Bước 2: Tính toán lại bộ bánh răng thay thế.