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
MÁY CẮT KIM LOẠI Chương ĐẠI CƯƠNG VỀ CHUYỂN ĐỘNG HỌC TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI 1.1 Khái niệm máy cắt kim loại 1.1.1 Các dạng bề mặt thường dùng ngành chế tạo máy Các bề mặt thường dùng ngành khí đa dạng hình dáng, kích thước, tấc thuộc ba nhóm sau a Dạng bề mặt có dạng đường chuẩn đường tròn Bề mặt có dạng đường chuẩn tròn bề mặt tạo thành cho đường sinh chuyển động tương đối xung quanh đường chuẩn tròn, với đặc điểm có trục chuẩn đối xứng tâm đối xứng Đường sinh đường thẳng, đường cong, đường gấp khúc; đường chuẩn đường tròn Trang Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Hình 1.1 Các bề mặt gia công tròn xoay có đường sinh thẳng Hình 1.2 Các bề mặt gia công có đường sinh cong gấp khúc b Dạng bề mặt có đường chuẩn đường thẳng Các bề mặt có đường chuẩn đường thẳng bề mặt có đường sinh đường thẳng, cong, gấp khúc chuyển động trượt đường chuẩn đường thẳng Hình 1.3 Các dạng mặt có đường chuẩn thẳng c Dạng bề mặt đặc biệt Trang Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Các dạng bề mặt đặt biệt bề mặt không gian phức tạp, có đường chuẩn đường cong đường thẳng, đường sinh đường thẳng đường thân khai Hình 1.4 Các dạng bề mặt đặc biệt Như vậy: Để tạo dạng bề mặt gia công khác cần thiết phải tạo đường sinh đường chuẩn tương ứng Nếu bề mặt có đường sinh đường thẳng, đường tròn, đường xoắn Acsimet, đường thân khai… máy cắt kim loại cần phối hợp hai chuyển động đơn giản chuyển động thẳng quay tròn Nếu bề mặt có đường sinh đường hypecbon, đường elip, đường xoắn log… máy cắt kim loại cần phối hợp hai chuyển động phức tạp chuyển động thẳng quay tròn không 1.1.2 Các chuyển động tạo hình bề mặt gia công Trang Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Chuyển động tạo hình chuyển động tương đối dao phôi nhằm tạo đường sinh 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 chuyển động thành phần độc lập thực hiện, chuyển động thành phần không phụ thuộc vào theo qui luật Hình 1.5 Các chuyển động tạo hình đơn giản b Chuyển động tạo hình phức tạp Là chuyển động tạo hình nhiều chuyển động thành phần có phụ thuộc vào theo qui luật định thực Trang Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Hình 1.6 Các chuyển động tạo hình phức tạp c.Chuyển động tạo hình hỗn hợp Là chuyển động tạo hình nhiều chuyển động thành phần thực hiện, có chuyển động thành phần phụ thuộc vào theo qui luật định chuyển động thành phần không phụ thuộc vào theo qui luật Hình 1.7 Các chuyển động tạo hình hỗn hợp 1.1.3 Các phương pháp tạo hình bề mặt gia công a Phương pháp chép hình Phương pháp chép hình hình phương pháp cho lưỡi cắt trùng với đường sinh bề mặt Trang Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI chi tiết gia công, bề mặt gia công tạo đường sinh chuyển động theo đường chuẩn Phương pháp cho ta suất cao 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 phương pháp tạo hình mà bề mặt gia công hình thành tổng hợp vết chuyển động lưởi cắt tạo nên Quĩ tích lưỡi dao bề mặt chi tiết gia công đường sinh bề mặt chi tiết gia công Hình 1.9 Phương pháp theo vết Trang Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI c Phương pháp bao hình Phương pháp tạo hình phương pháp tạo hình bề mặt mà cho lưỡi cắt chuyển động, luôn tạo thành nhiều đường, nhiều bề mặt tiếp tuyến liên tục với bề mặt gia công Quĩ tích tiếp điểm đường sinh bề mặt gia công.(hay gọi hình bao lưỡi cắt) bề mặt bao lưỡi cắt không phụ thuộc vào hình dáng lưỡi cắt Hình 1.10 Phương pháp bao hình Ngoài phương pháp tạo hình chung, loại máy cắt khác lại có phương pháp tạo hình riêng phụ thuộc vào vị trí tương đối đường sinh đường chuẩn 1.1.4 Các loại chuyển động máy cắt kim loại Trang Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI 1.1.4.1 Chuyển động Chuyển động chuyển động tạo tốc độ cắt gọt, để thực trình cắt gọt tạo phoi Chuyển động cắt gọt có ảnh hưởng lớn đến thời gian gia công chi tiết nhiên phụ thuộc vào vật liệu làm dao, vật liệu gia công điều kiện cắt gọt Chuyển động có hai loại - Chuyển động chuyển động quay tròn v= πDn (m / ph) 10 Trong đó: Trang Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI v: Là vận tốc cắt n : Tốc độ quay chi tiết (hoặc dao) phút D : Đường kính chi tiết (hoặc dao) - Chuyển động chuyển động thẳng v= L 10 T (m / ph) Trong : L : chiều dài hành trình chạy dao T : thời gian để gia công chi tiết 1.1.4.2 Chuyển động chạy dao Là chuyển động nhằm trì trình cắt gọt, hay trì trình tạo phoi Chuyển động chạy dao có ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ dao, suất cắt chất lượng bề mặt gia công.Chuyển động chạy dao chuyển động chạy dao dọc, chạy dao ngang, chạy dao vòng, chạy dao hướng kính… - Lượng chạy dao với nhóm máy có chuyển động chuyển động quay vòng : S= L ( mm / vg ) nT Trong : S : lượng chạy dao (mm/vòng) L : chiều dài chuyển động dao Trang Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI n : số vòng quay trục phút (vòng/phút) T : thời gian để gia công chi tiết (phút) - Lượng chạy dao nhóm máy có chuyển động chuyển động thẳng : S= B (mm / htk ) n htk T Trong : S : lượng chạy dao (mm/hành trình kép) B : chiều rộng bề mặt gia công n : số hành trình kép/phút T : thời gian để gia công chi tiết 1.1.4.3 Chuyển động phụ Chuyển động phụ chuyển động không tham gia vào trình cắt gọt nhiên thiếu trình gia công.Chuyển động phụ chuyển động lùi dao, tiến dao, rà gá… 1.1.5 Sơ đồ kết cấu động học máy cắt kim loại 1.1.5.1 Khái niệm Sơ đồ kết cấu động học sơ đồ mối quan hệ tổ hợp chuyển động tạo hình với Trang 10 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI k 24 30 Phương trình Smm = - x x x ; k = → Smm = 0,0025 128 80 73 Chú ý : Muốn khử độ mòn đá, ta rút tay quay 14 khỏi vòng lỗ 24, quay k lỗ làm cho tay quay 19 quay, làm đá tiến thêm lượng nhỏ Giả sử ta quay k’ lỗ lượng tiến vào S’: k’ 24 30 S’ = - x x x x ; k ’ = → S’ = 0,0025 mm 24 400 80 72 Muốn đá tiến ngang chậm tay, ta quay tay quay 19 ; muốn cho đá xa vào ngần nhanh ta đẩy kéo núm 23 cho đá vào gần vật làm, dầu theo đường VII qua xilanh 22 vào phía sau xilanh 20 đẩy pistông (trục có tx =8) đưa đá phía trước lượng h = 50mm, dầu từ phía trước xilanh 20 qua xilanh 22 qua đường A thùng chứa Trang 130 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Muốn cho đá xa ta ấn núm 23, dầu từ phía trước xilanh 20 đẩy pistông kéo đá xa dần phía sau xilanh 20 qua xilanh 22 – đường B thùng chứa Tóm lại : Máy mài tròn có Đá → Quay tròn Vm/s Tự động Tiến Quay tay ngang Smm/HTK Nhanh dùng núm 23 Khử độ mòn tay quay 12 Vật → Quay tròn ( S cắt) Đi lại ( S dọc) → +/ Mở máy : - Ngắt tiến tay - Dầu đi, dầu Trang 131 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI +/ Đảo chiều dùng cữ 15 ; 12 +/ Tắt máy cần 28 +/ Bình ổn dùng van 14 +/ Tiến tay dùng tay quay 21 +/ Thay đổi tốc độ tiến dùng van 17 II.Máy mài không tâm : Dùng để gia công chi tiết hình trụ nhỏ, hình côn, trục bậc, lỗ v.v Có hai phương pháp mài không tâm : - Mài chạy dao dọc để gia công bề mặt trụ liên tục - Mài ăn sâu (dùng đá định hình) để gia công bề mặt định hình Trang 132 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Nguyên lý mài không tâm a Mài không tâm chạy dao dọc, mặt trụ (hình 132) - Đá mài hình trụ có tốc độ V1 = 30 ÷ 60m/s - Bánh dẫn , bánh có dạng hình yên ngựa (hypecboloide) quay với tốc độ V2 = 20 ÷ 50m/s - Chi tiết quay tròn với tốc độ Vc - Thanh đỡ có máng dẫn giữ cho chi tiết trượt dọc b Phân tích chuyển động -Bánh dẫn tác dụng mài chi tiết, có tác dụng dẫn chi tiết mài hết chiều dài ; có dạng yên ngựa Muốn tiếp xúc với chi tiết theo đường sinh nên phải đặt nghiêng góc α so với trục chi tiết Do bánh dẫn quay với tốc độ V2 có tác dụng vào chi tiết phân thành hai thành phần : V2 = Vc + Sd Vc làm quay chi tiết thực chạy dao vòng (Sv) cò Sd làm cho chi tiết chạy dọc theo máng từ phía trước phía sau máy Trang 133 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Ta tính sau : Vc = V2 Cos α Sd = V2 Sin α Góc α có ảnh hưởng đến độ lớn lượng chạy dao : - Khi mài thô nên lấy α = 1,5 ÷ 60 - Khi mài tinh nên lấy α = 0,5 ÷ 1,50 Cần phải đặt chi tiết cao tâm khoảng h = (0,5 ÷ 0,25)D, chi tiết nhỏ h = (10 – 12)mm để chi tiết khỏi bị kẹt Mài không tâm lỗ : Muốn mài không tâm lỗ, phải mài mặt trụ trước để làm chuẩn Hình 132b sơ đồ mài không tâm lỗ gồm có : lăn tỳ1 , lăn kẹp 2, chi tiết 3, đá mài 4, bánh dẫn Trang 134 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Ưu, khuyết điểm máy mài không tâm Ưu điểm: - Năng suất cao thời gian phụ gần không - Tự định tâm mài nên xác giảm lượng dư gia công - Gia công chi tiết nhỏ ngắn thuận lợi, gia công chi tiết dài không bị cong (vì không chống tâm) - Công nhân điều khiển không cần bậc cao - Thích ứng cho sản xuất hàng loạt Nhược điểm : Điều chỉnh máy phức tạp III Máy mài tròn (mài lỗ) Nguyên tắc làm việc : - Đá mài : chuyển động quay tròn với tốc độ Vđ = 60m/s , nđ = 24000 Vòng/ph kết cấu ổ trục đá mài phải đảm bảo bôi trơn tốt, đá có chuyển động tiến dọc để cắt hết chiều dài chuyển động tiến ngang Trang 135 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI - Vật làm : có chuyển động quay n để cắt hết chu vi, vật làm đánh lệch góc để mài mặt côn α = 150 2.Xích chuyển động a Chuyển động : Đá quay → Vm/s D110 2900V/p -27 ÷ 40 m/S D140 D180 → đá quay , V = D47 b Chuyển động quay vật làm ( tiến cong) 100/180 140/195 960V/P x → Vật làm quay với n = 190 ÷ 550V/P 120/150 85/240 c Chuyển động tiến dọc đá Động n = 900V/P → hút dầu từ dỏ lọc – bơm – van điều tiết – van biến hướng – vào bên trái xilanh, đẩy pistông đưa xe dao đá sang trái Trang 136 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Đảo chiều : Cuối hành trình tiến dọc đá, cữ 10 bàn máy chạm vào cần 11 – thay đổi vị trí van biến hướng phân phối lại đường dầu Dầu đẩy pistông sang trái → bàn máy sang trái Thay đổi tốc độ tiến : Dùng van điều tiết Tiến tay : Dùng tay gạt 12, đóng vấu M pistông xi lanh 14 cho dầu phía trái phía phải xi lanh thông → bàn máy đứng yên (áp lực dầu hai đầu pistông cân ) Quay tay quay 27 qua bánh → vấu M → bánh làm cho đá tiến tay Cho đá lùi khỏi vật làm : ấn bàn đạp 16, qua cần nâng cữ 10 lên, không cho cữ tác dụng vào cần đảo chiều 11, dầu từ thùng chứa vào phía trái xi lanh liên tục đẩy pistông đưa đá khỏi vật làm d.Chuyển động tiến ngang đá : Smm/HTK Cuối hành trình tiến bàn máy, cần số chạm cữ số (như cam) gạt bánh Z250 K răng, qua hệ thống truyền động vi sai i Vs qua vít me có tx = → đá tiến đoạn Smm Trang 137 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI K Phương trình xích động : Smm = iVs tx 250 n1 – n0 Z4 Z2 Tính iVs theo Vilít ta có = - ( - 1)m n4 – n0 Z3 Z1 24 22 = -( - 1)2 = ; 20 22 n0 = (vì Z1 bắt chặt) 6 - n0 = - n4 - - n0 5 n0 = n4 - n0 → n0 = n4 Trang 138 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI nB n0 n4 = - n0 → i = - = → i = nc n0 1 S = → S = 0,005 mm ; K = → S = 0,005mm 250 Máy mài phẳng I Công dụng phân loại Công dụng : Dùng để gia công tinh mặt phẳng chu vi đá mài mặt đầu đá Phân loại : a Theo vị trí trục đá : - Máy mài trục nằm ngang - Máy mài trục thẳng đứng Trang 139 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI b Theo bàn máy : - Bàn máy hình chữ nhật - Bàn máy hình tròn II.Máy mài phẳng 372AM Nguyên lý làm việc a Đá mài : - Có chuyển động quay tròn n cắt gọt tạo V = m/p - Có chuyển động tiến ngang Smm/htk - Chuyển động lên xuống (tiến đứng) để cắt chiều sâu b.Vật làm : Có chuyển động dọc lại để cắt hết chiều dài c Đặc tính kỹ thuật : - Đường kính đá D = 350mm, bề rộng đá B = 40mm - Bàn bắt vật làm có Dài x rộng x cao = 750 x 300 x 400 Trang 140 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Xích truyền động : a Chuyển động (đá quay) Từ động có N = 4,2 Kw ; n = 1440 / p → Đá mài quay b Chuyển động tiến đứng đá Sau cắt xong toàn lần gia công thứ nhất, đá có chuyển động tiến xuống để cắt thêm chiều sâu lớp kim loại cần bóc Quay tay quay qua trục 32 tx(8) hệ thống đá xe đá xuống c Chuyển động lại vật làm : Mở máy, kéo tay gạt Động có N = 2,7kw – n = 930v/p → đưa dầu từ thùng chứa qua bơm đến xilanh 12 lên xi-lanh 11 vào phía trái xi-lanh đẩy pistông đưa bàn vật làm sang phải Dầu từ phía phải xilanh đến phía phải xilanh 11 qua van điều tiết 12 (trong xi lanh 12) qua van tiết lưu 13 thùng chứa Đảo chiều tiến : Cuối hành trình đơn, cữ 11 gạt cần 10 có nhiệm vụ - Xoay van tiết lưu 13 (cuối hành trình chuyển động van mở nhỏ dần, bàn chuyển Trang 141 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI động chậm dần triệt quán tính, tránh dung động) - Kéo pittông xilanh 11 phân phối lại đường dầu, bàn tiến ngược lại (sang trái) - Xoay van phân phối Bình ổn: tác dụng đảo chiều Hai đầu xi-lanh 11 thông với hệ thống van chiều 14 15, pit-tông chuyển động dầu hai đầu đổi chỗ cho nhau, mục đích để pit-tông đổi chiều từ từ chống rung động Điều chỉnh tốc độ tiến dọc : Quay tay quay 7, điều chỉnh van 12 Muốn dừng tiến dọc bàn vật làm dùng tay quay đẩy pit-tông xilanh 12 sang phải, dầu phía trái phía phải thông tiến tay d.Chuyển động tiến ngang đá: - Đặc điểm : Thực sau khoảng chạy đơn Smm thực tự động - Chuyển động : Cuối hành trình tiến dọc cữ 11 gạt cần 10 điều khiển van Dầu qua van xuống phía trái xi-lanh 18 – xi-lanh 19 đẩy pit-tông sang phải lượng dầu nhỏ bên phải xilanh 19 qua van dầu Trang 142 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI theo đường A vào xi-lanh 23 xuống xi-lanh 24 vào bên trái xi-lanh 25 đẩy đá nhích sang phải lượng Smm Dầu về: từ phía phải xi-lanh 25 qua xi-lanh 24 dầu theo đường dẫn C xuống xi-lanh 18 – xilanh 19 thùng chứa Cuối hành trình cữ 11 gạt cần 10 điều khiển van (sang vị trí khác ) dầu qua van đến bên phải x-ilanh 18 – xi-lanh 19 đẩy pit-tông sang trái lượng dầu nhỏ, phía trái xi-lanh 19 qua van dầu theo đường dẫn A vào phía trái xilanh 25 đẩy pit-tông đưa đá tiến đoạn Smm/kc - Điều chỉnh tốc độ tiến đá : Điều chỉnh vít đầu xi-lanh 19 (thay đổi khoảng chạy pistông) - Đảo chiều tiến đá : Ở vị trí hình vẽ : dầu từ đường B vào phía trái xilanh 23 – 24 giữ cho pit-tông xi-lanh 24 vị trí làm việc, muốn đá tiến ngược lại kéo núm 21 đưa pit-tông xi-lanh 23 sang trái phân phối lại đường dầu Dầu từ đường B qua phía phải xi-lanh 23 – 24 đẩy pit-tông xi-lanh 24 sang trái giữ vị trí làm việc Trang 143 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Dầu từ đường A qua xi-lanh 23 – 24 vào phía phải xi-lanh 25 đưa đá tiến ngang sang trái Muốn cho đá tiến liên tục, quay tay quay 1800 dầu liên tục vào đường A làm cho đá tiến liên tục (A nối với B) Muốn dừng lại quay tay quay 900 Trang 144 Trung tâm công nghệ khí ... thân khai… máy cắt kim loại cần phối hợp hai chuyển động đơn giản chuyển động thẳng quay tròn Nếu bề mặt có đường sinh đường hypecbon, đường elip, đường xoắn log… máy cắt kim loại cần phối hợp... trí tương đối đường sinh đường chuẩn 1.1.4 Các loại chuyển động máy cắt kim loại Trang Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI 1.1.4.1 Chuyển động Chuyển động chuyển động tạo tốc độ cắt gọt,... kết cấu động học máy cắt kim loại 1.1.5.1 Khái niệm Sơ đồ kết cấu động học sơ đồ mối quan hệ tổ hợp chuyển động tạo hình với Trang 10 Trung tâm công nghệ khí MÁY CẮT KIM LOẠI Là sơ đồ qui ước,