Đề cương bài giảng cơ sở máy công cụ hệ cao đẳng

MÁY CẮT KIM LOẠI CHƢƠNG 1: ĐỘNG HỌC MÁY CÔNG CỤ 1.1 ĐẠI CƢƠNG VỀ MÁY CÔNG CỤ (máy cắt kim loại) 1.1.1 Khái niệm lịch sử phát triển máy công cụ Máy công cụ thiết bị, máy móc làm thay đổi hình dáng, kích thƣớc độ xác chi tiết đƣợc gia công (theo thiết kế) phƣơng pháp công nghệ khác từ phôi Chiếc máy công cụ lịch sử loài ngƣời máy khoan gỗ dùng dây kéo tay (hình 1.1) đƣợc ngƣời Ai Cập cổ đại phát minh cách 3000  4000 năm Sau 2000 năm ngƣời Ai Cập Ấn Độ phát minh máy tiện gỗ đạp chân (hình 1.2) Cuối kỷ XV - đầu thể kỷ XVI Leona de Vinci nghệ sỹ lớn đồng thời nhà phát minh ngƣời Ý chế tạo phận máy tiện nhƣ: bánh răng, trục vít me, bàn dao nhƣng nguồn động lực chủ yếu sức bắp ngƣời Đầu kỷ XVII ngƣời ta dùng sức nƣớc nguồn động lực cho máy công cụ Đến năm 1774 John Wilkinson cho đời máy khoan vật liệu thép giới Từ trở nhà sáng chế, phát minh liên tục cho đời loại máy gia công kim loại không ngừng cải tiến chúng để có loại máy công cụ đa dạng khác kích thƣớc nhƣ thấy Việt Nam nhƣ nƣớc công nghiệp phát triển giới 1.1.2 Xu hƣớng phát triển phân loại máy công cụ Những máy công cụ vạn nhƣ: tiện phay khoan, bào, mài, gia công bánh … theo thời gian đƣợc cải tiến phát triển thành máy bán tự động, tự động, máy tổ hợp, trung tâm gia công, đƣờng dây tự động phần toàn phần Trong năm gần nhà sản xuất máy công cụ ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ thông tin, điều khiển số, tự động hoá, vật liệu mới, dụng cụ cắt, ma sát học để chế tạo máy DNC, CNC, trung tâm gia công điều khiển số, hệ thống gia công linh hoạt rô bôt hoá, máy tạo mẫu nhanh (RP), máy gia công tia lửa điện, tia Laser…với suất, chất lƣợng trình độ hoá ngày cao Những hệ máy phần thoả mãn đƣợc yêu cầu trái ngƣợc nhƣ chất lƣợng, suất, giá thành, thay đổi sản phẩm đáp ứng kịp thời Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) máy công cụ gồm loại sau: - Máy cắt kim loại - Máy gia công gỗ - Máy gia công áp lực - Máy hàn - Máy đúc Máy công cụ ngành chế tạo máy có nhiều chủng loại kích thƣớc khác nhau, chủ yếu máy cắt kim loại dùng để chế tạo chi tiết kim loại phƣơng pháp cắt gọt kim loại có phoi từ phôi Máy cắt kim loại ngành chế tạo máy đƣợc phân loại theo hai nguyên tắc là: theo phƣơng pháp cắt theo trình độ vạn - Phân loại theo phƣơng pháp cắt: bao gồm nhóm máy cắt kim loại sau: máy tiện, máy phay, máy khoan, máy bào, máy mài - Phân loai theo trình độ vạn năng: bao gồm ba nhóm máy cắt kim loại sau: Máy vạn năng, máy chuyên môn hoá máy chuyên dùng Máy vạn loại máy thích hợp với loại hình sản xuất đơn chiếc, sản lƣợng nhỏ, sửa chữa Máy chuyên môn hoá: máy dùng gia công loại hay vài loại chi tiết mát có kích thƣớc khác Nó chủ yếu đƣợc dùng sản xuất hàng loạt Máy chuyên dùng loại máy đƣợc sử dụng để gia công chi tiết máy có loại kích thƣớc với số lƣợng lớn Theo phân loại để xác định loại máy khác nhau, cần vào ký hiệu tên máy theo chữ chữ số Ví dụ: Máy tiện Việt Nam; T620: T: tiện; 6: ren vít vạn năng; 20: Chiều cao tâm lớn 200 mm Máy tiện Liên Xô: 1K62: 1: tiện; K: cải tiến lần thứ K; 6: ren vít vạn năng; 2: Chiều cao tâm lớn 200 mm 1.2 CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH CỦA MÁY CẮT KIM LOẠI 1.2.1 Bề mặt gia công Các bề mặt chi tiết gia công thƣờng gặp ngành chế tạo máy đa dạng kích thƣớc phong phú hình dáng.Nhƣng phần lớn chúng thuộc dạng bề mặt nhƣ sau: dạng bề mặt có đƣờng chuẩn đƣờng tròn, dạng bề mặt có đƣờng chuẩn đƣờng thẳng, dạng bề mặt đặc biệt 1.2.1.1 Dạng bề mặt có đƣờng chuẩn đƣờng tròn Bề mặt có đƣờng chuẩn đƣờng tròn bề mặt đƣợc tạo thành cho đƣờng sinh chuyển động tƣơng đối xung quanh đƣờng chuẩn tròn (hình 1.3) với đặc trƣng có trục chuẩn đối xứng tâm đối xứng Bề mặt trụ bề mặt tròn xoay có đƣờng sinh thẳng song song với đƣờng tâm khối trụ đƣờng chuẩn đƣờng tròn (hình 1.3a) Bề mặt côn bề mặt tròn xoay có đƣờng sinh thẳng giao với đƣờng tâm khối côn đƣờng chuẩn đƣờng tròn (hình 1.3b) Nếu đƣờng sinh đƣờng cong (hình 1.4a) tạo thành bề mặt tròn xoay có hình tang trống Bề mặt hình dạng ren bề mặt đặc thù ngành chế tạo máy có đƣờng sinh đƣờng gẫy khúc, đƣờng chuẩn đƣờng tròn đƣờng thẳng song song với đƣờng tâm khối ren (hình 1.4b) 1.2.1 Dạng bề mặt có đƣờng chuẩn đƣờng thẳng Các bề mặt có đƣờng chuẩn đƣờng thẳng bề mặt đƣợc quy ƣớc tạo thành đƣờng sinh đƣờng thẳng, đƣờng cong đƣờng gấp khúc chuyển động trƣợt đƣờng chuẩn đƣờng thẳng đƣợc trình bày hình 1.5.a 1.2.1 Dạng bề mặt đặc biệt (cam, cánh tuốc bin, thân khai ) Các dạng bề mặt đặc biệt bề mặt không gian phức tạp có đƣờng chuẩn đƣờng cong đƣờng thẳng, đƣờng sinh đƣờng thẳng đƣờng thân khai Tuy nhiên việc phân biệt đƣờng sinh đƣờng chuẩn có tính chất tƣơng đối.Tuỳ thuộc vào độ phức tạp bề mặt gia công, lựa chọn đƣờng sinh đƣờng chuẩn đƣa đến sơ đồ động máy có độ phức tạp khác Các bề mặt đặc biệt đƣợc trình bày hình 1.5-B Để hình thành dạng bề mặt khác chi tiết gia công ngành chế tạo máy cần thiết phải tạo đƣờng sinh đƣờng chuẩn tƣơng ứng Nếu bề mặt gia công đƣợc tạo thành từ đƣờng sinh đƣờng thẳng, đƣờng tròn, đƣờng xoắn acsimet đƣờng thân khai máy cắt kim loại cần phối hợp hai chuyển động đơn giản là: thẳng quay tròn Để tạo thành đƣờng sinh đƣờng hypecbon, đƣờng elíp, đƣờng xoắn log máy cắt kim loại cần phải phối hợp hai chuyển động phức tạp là: thẳng quay không tròn 1.2.2 Chuyển động tạo hình Chuyển động tạo hình máy công cụ chuyển động tƣơng đối dao phôi nhằm tạo đƣờng sinh đƣờng chuẩn, hình thành trực tiếp bề mặt chi tiết gia công máy Chuyển động tạo hình có hai loại: Chuyển động tạo hình đơn giản chuyển động tạo hình phức tạp 1.2.2.1 Chuyển động tạo hình đơn giản: Là chuyển động thành phần độc lập thực hiện, không phụ thuộc vào chuyển động khác theo quy luật Ví dụ hình 1.6a - dao II chuyển động tịnh tiến phôi quay, hai chuyển động không phụ thuộc vào Hình 1.6b - dao II chuyển động quay, phôi I không chuyển động 1.2.2.2 Chuyển động tạo hình phức tạp: Là chuyển động tạo hình nhiều chuyển động thành phần có phụ thuộc vào theo quy luật định tạo nên nhƣ tiện ren, tiện côn (hình 1.7) Trên hình 1.7a, phôi I chuyển động quay Q1, dụng cụ II chuyển động chạy dao S Hai chuyển động Q và s có ràng buộc : phôi I quay vòng dao II phải tịnh tiến lƣợng bƣớc ren t, chúng hai chuyển động tạo hình phức tạp Trên hình 1.7.b, phôi I chuyển động quay Q, dụng cụ II thực đồng thời chạy dao ngang Sng chạy dao Sd để hình thành chạy dao Stổng Nhƣ Q chuyển động tạo hình đơn giản, Sng Sd chuyển động phúc tạp 1.2.3 Các phƣơng pháp tạo hình 1.2.3.1 Phƣơng pháp chép hình Phƣơng pháp chép hình phƣơng pháp cho lƣỡi dao cắt trùng với đƣờng sinh bề mặt chi tiết gia công (hình 1.8.a), bề mặt gia công đƣợc hình thành đƣờng sinh chuyển động dọc theo đƣờng chuẩn Nếu đƣờng chuẩn đƣờng thẳng có bề mặt gia công mặt định hình Máy cắt kim loại thực phƣơng pháp máy bào định hình hay máy phay chép hình Nếu đƣờng chuẩn đƣờng tròn cho bề mặt tròn xoay định hình Máy thực máy tiện định hình Nếu đƣờng chuẩn đƣờng cong phẳng, bề mặt gia công có dạng cam Các đƣờng chuẩn đƣợc hình thành mẫu chép hình, cam điều chỉnh phối hợp xích truyền động máy Phƣơng pháp chép hình có suất cao nhƣng khó chế tạo dao Hình 1.8: Các phƣơng pháp tạo hình 1.2.3.2 Phƣơng pháp theo vết( gọi phƣơng pháp quỹ tích) Bề mặt đƣợc hình thành tổng hợp vết chuyể động lƣỡi cắt tạo nên (hình 1.8.b) Nói cách khác: quỹ tích vết chuyển động mũi dao cắt đƣờng sinh bề mặt gia công Máy cắt kim loại thực phƣơng pháp tiện, máy khoan, máy phay 1.2.3.3 Phƣơng pháp bao hình Phƣơng pháp bao hình phƣơng pháp tạo hình cho lƣỡi cắt chuyển động, luôn tạo thành nhiều đƣờng nhiều bề mặt tiếp tuyến liên tục với bề mặt gia công Quỹ tích điểm đƣờng sinh bề mặt gia công Bề mặt tạo hình không phụ thuộc vào hình dáng lƣỡi cắt Trên hình 1.8.c giới thiệu phƣơng pháp bao hình máy xọc Dạng thân khai hình bao mặt cắt lƣỡi dao hình thành điểm 1,2,3, Ngoài phƣơng pháp tạo hình chung, loại máy cắt lại có phƣơng pháp tạo hình riêng phụ thuộc vào vị trí tƣơng đối đƣờng sinh đƣờng chuẩn Hình 1.9: Vị trí tƣơng đối đƣờng sinh với đƣờng chuẩn Ví dụ, thay đổi vị trí ban đầu đƣờng sinh so với đƣờng chuẩn cho dạng bề mặt khác - Nếu đƣờng sinh song song với trục xoay đƣờng chuẩn cho mặt trụ (hình 1.9.a) - Nếu đƣờng sinh không song song với trục xoay cho mặt côn(hình 1.9.b) - Nếu đƣờng sinh chéo với trục xoay tạo thành mặt hyperboloid(hình yên ngựa) 1.3 Sơ đồ kết cấu động học – Tổ hợp chuyển động máy cắt kim loại 1.3.1 Sơ đồ kết cấu động học Mối liên hệ tổ hợp chuyển động tạo hình với máy công cụ đƣợc biểu diễn loại sơ đồ gọi Sơ đồ kết cấu động học Đây loại sơ đồ có tính quy ƣớc, sử dụng ký hiệu đặc trƣng cho cấu truyền động, biểu thị vắn tắt mối liên hệ phận máy Ví dụ, sơ đồ kết cấu động học máy tiện ren vít vạn (hình 1.10) Trong đó: iv - Bộ phận biến đổi tốc độ trục iS – Bộ phận biến đổi lƣợng chạy dao t x – Bƣớc vít me tính mm t P – Bƣớc ren cần cắt (mm/ vòng trục chính) v – Vận tốc trục mang phôi (m/phút) i1-2, i3-4, i4-5, i6-7- Các tỷ số truyền cố định đƣờng truyền Cần lƣu ý tiện trơn đƣờng truyền không qua vít me mà qua răng, bánh nên tP thay s/ vòng trục 1.3.2 Xích truyền chuyển động tạo hình bề mặt Tuỳ theo tính chất chuyển động tạo hình, tổng hợp chúng thành sơ đồ kết cấu động học khác cho loại máy Xích truyền động đƣờng truyền chuyển động nối liền từ động tới khâu chấp hành để thực chuyển động tạo hình đơn giản (xích tốc độ) nối liền hai khâu chấp hành để thực chuyển động tạo hình phức tạp (xích chạy dao) Xích chuyển động tạo hình thƣờng bao gồm: tạo hình đơn giản, tạo hình phức tạp tạo hình hỗn hợp 1.3.2.1 Xích chuyển động tạo hình đơn giản Xích chuyển động tạo hình đơn giản đƣờng truyền chuyển động tạo hình đơn giản, ví dụ nhƣ máy mài (hình 1.11), máy phay, máy khoan… Trên hình 11 chuyển động: quay đá Qđá, quay chi tiết Qct chuyển động tịnh tiến bàn máy Tbàn độc lập 1.3.2.2 Xích chuyển động tạo hình phức tạp Xích chuyển động tạo hình phức tạp đƣờng truyền chuyển động tạo hình phức tạp.Ví dụ nhƣ xích cắt ren máy tiện ren vít vạn (hình 1.10).Khi cắt bƣớc ren tP cần chuyển động quay phôi chuyển động tịnh tiến dao phối hợp với cho phôi quay vòng dao tịnh tiến đƣợc bƣớc ren tP 1.3.2.3 Xích chuyển động tạo hình hỗn hợp (đơn giản + phức tạp) Xích chuyển động tạo hình hỗn hợp đƣờng truyền đƣờng truyền chuyển động tạo hình phức tạp, nhƣ chuyển động tạo hình máy phay ren vít, gia công (hình 1.12) Chuyển động quay tròn dao phay Q2 độc lập tạo tốc độ cắt chuyển động tạo hình đơn giản, phối hợp chuyển động quay Q phôi chuyển động tịnh tiến T3 tạo bƣớc tP chuyển động tạo hình phức tạp 1.3.1 Xích chuyển động phân độ Chuyển động quay không liên tục để cắt gọt hết bề mặt gia công đƣợc gọi chuyển động phân độ.Xích chuyển động đƣợc gọi xích chuyển động phân độ.Ví dụ, phay dao phay đĩa mô đun máy phay vạn (hình 1.13) Sau gia công xong rãnh răng, phải quay phôi góc 360/z (z số bánh răng) để tiếp tục gia công rãnh lại.Trên hình 1.13 chuyển động Qphân độ chuyển động quay phân độ gián đoạn Đối với máy cắt kim loại cần phải gia công bề mặt chi tiết giống nhau, phân bố bề mặt chi tiết gia công, dùng xích phân độ đơn giản (hình 14) Hình 1.14 a trình bày phân độ cách đóng mở ly hợp với động dẫn động chuyển động phân độ chuyển động Chuyển động phân độ máy công cụ có hai loại: phân độ gián đoạn phân độ liên tục Phân độ gián đoạn đƣợc sử dụng gia công ren nhiều đầu mối, phay bánh dao phay mô đun phân độ liên tục đƣợc sử dụng gia công bánh phƣơng pháp bao hình Cắt ren nhiều đầu mối có hai phƣơng pháp phôi quay phân độ dao tịnh tiến phân độ - Phôi quay phân độ (hình 1.15): 10 quay vòng, bàn máy mang phôi quay K Do xích bao hình nối liền chuyển Z động vòng dao chuyển động vòng phôi (sơ đồ kết cấu động học hình 7.8) Xích trục V mang dao, qua cặp bánh trụ ba cặp bánh côn để đến trục VI, qua vi sai có tỷ số truyền ivs, cặp bánh trụ 58 e 58 f a c 33 , trến trục VII, qua cặp bánh , qua cặp bánh b d 33 35 trụ , trục vít – bánh vít quay bàn máy mang phôi 35 96 bánh thay Phƣơng trình chuyển động xích bao là: 80 29 29 27 58 e a c 33 35 K = 1vòng phôi .i HT 20 29 29 27 58 f b d 33 35 96 Z Khi cắt phẳng, không cần chuyển động vi sai nên i HT = Từ phƣơng trình rút công thức điều chỉnh xích phân độ: ix = a c 24K = e b d Z f (7.5) Trong đó: a, b, c, d bánh thay e mở rộng phạm vi điều chỉnh chạc bánh thay thế: f e 54 - Nếu bánh cần cắt có Z  161 dùng = = f 54 e 36 - Nếu Z  161 dùng = = f 72 Cặp bánh 3- Xích chuyển động chạy dao a- Chạy dao đứng: Lƣợng chạy dao đứng đƣợc biểu thị s 1(mm/vg), lƣợng di động thẳng đứng bàn dao bàn máy mang phôi quay vòng Vì xích 96 35 33 , qua cặp bánh , trục vít VII, cặp bánh , trục 35 33 A 48 vít – bánh vít , trục VIII, cặp bánh , cặp bánh thay , đóng 26 B1 48 39 ly hợp điện từ L1, truyền động qua cặp bánh trụ đến trục X; đóng ly hợp L3 65 50 45 (L5 mở), truyền động qua bánh trục vít – bánh vít quay 45 45 24 bánh vít - trục vít trục vít me đứng có tx = 10mm Phƣơng trình xích truyền động là: 117 1vgph«i 96 35 33 48 A1 39 50 45 10 = s 1 35 33 26 48 B1 65 45 45 24 Từ rút công thức điều chỉnh: Is = A1 39 = s1 B1 80 (7.6) Trong đó: A1, B1 bánh thay Để đảo chiều chạy dao đứng, ly hợp L1 mở, L2 đóng.Truyền động từ chạc điều chỉnh A1 40 44 qua hai cặp bánh trụ để đến trục X 56 52 B1 b- Chạy dao hƣớng kính: Xích chạy dao hƣớng kính dùng để cắt bánh vít phƣơng pháp hƣớng kính đƣợc biểu thị lƣợng di động hƣớng kính bàn máy s 2(mm/vg) bàn máy mang phôi quay vòng Xích chạy dao đứng hƣớng kính bàn máy mang phôi trục X giống nhƣ xích chạy dao đứng, sau truyền động qua cặp bánh trụ 45 34 , đóng hai ly hợp điện từ L5 L4 (L3 mở), qua cặp bánh trụ , đến trục 50 61 vít – bánh vít làm quay trục vít me XI có tx = 10mm để di động bàn máy theo 36 hƣớng kính Phƣơng trình xích truyền động là: 1vgphôi 96 35 33 48 A1 39 45 34 10 = s2 35 33 26 48 B1 65 50 61 36 Từ ta có: i1 = A1 = C2 s2 B1 (7.7) Ở đây: C2 - xích hƣớng kính c- Chạy dao chiều trục: Chạy dao theo chiều trục dao phay lăn dùng để cắt bánh vít phƣơng pháp tiếp tuyến Lƣợng chạy dao chiều trục đƣợc biểu thị s (mm/1vg phôi) phôi quay môt vòng Muốn thực lƣợng chạy dao cần phải có bàn dao đặc biệt để đảm bảo dao phay lăn di động liên tục Máy 5M324A bàn dao đặc biệt Di động dọc trục theo chu kì dao phay lăn đƣợc thực từ động riêng Đ2 có N2 = 0,4 kW n2 = 1440 vg/ph qua hai cấu trục vít – bánh vít 1 để quay trục ống mang dao 26 62 có tx = 12 mm 4- Xích chuyển động chạy dao nhanh a- Chạy dao nhanh đứng: 118 Xích đƣợc dẫn động từ động Đ3 có công suất N3 = kW n3 = 1440 20 44 đến trục X, đóng ly hợp L3 qua cặp 20 52 50 45 bánh trụ , trục vít – bánh vít quay trục vít me đứng có tx = 10 mm 45 45 24 vg/ph, qua hai cặp bánh trụ b- Chạy dao nhanh hƣớng kính Xích đƣợc truyền động từ động Đ3 đến trục X nhƣ xích chạy dao nhanh đứng Sau truyền động theo xích 45 34 quay trục  L5  L4   50 61 36 vít me XI 5- Xích chuyển động vi sai: Khi gia công bánh trụ xoắn cần có chuyển động vi sai để bổ sung chuyển động phụ thêm cho phôi Xích vi sai đảm bảo mối quan hệ phôi dao lăn sở công thức (7.3) để thực lƣợng di động phụ thêm  Xích bàn máy mang phôi, qua bánh vít - trục vít Z s1 k T 96 , cặp bánh 35 33 , trục VII, cặp bánh trụ , trục vít – bánh vít , cặp bánh 26 35 33 50 45 33 48 A1 39  L1   trục X  L3   cặp bánh côn  bánh thay 48 B1 65 45 45 22 a1 c1 27  cặp bánh côn  trục vít – bánh vít  vi sai có tỷ số truyền ivs b1 d1 27 45 27 29 29 20 trục VI- cặp bánh côn đến cặp bánh trụ quay trục 27 29 29 80 trụ mang dao lăn Phƣơng trình truyền động xích vi sai là: 1vgphôi Z s 96 35 33 48 A1 39 50 45 33 a1 c1 27 27 29 29 20 ivs   1 35 33 26 48 B1 65 45 45 22 b1 d1 27 45 27 29 29 80 k T Khi dùng xích vi sai, vỏ hộp vơ cấu hợp thành quay nên ivs = Xích chạy dao đứng có A1 39  s1 theo công thức (7.7) Thay hai trị số vào phƣơng trình B1 80 ta có công thức điều chỉnh chạc vi sai: ly = a1 c1 25Z  b1 d1 K T (7.8) Khi cắt xoắn, thƣờng bƣớc xoắn T mà cho góc nghiêng  Có thể viết mối quan hệ góc β với mô đun mặt đầu ms môđun pháp tuyến mn nhƣ sau: cosβ  m t  mn   ms  n ts  ms cos T = πd.cotgβ = Zπms.cotgβ (7.9) 119 Thay trị số ms vào công thức (7.9) ta có: T z. mn cot g  z. mn  cos sin  Thay trị số T vào công thức (7-5) rút gọn: Iy  a1 c1 7,95775sin   b1 d1 m.K (7.10) Dùng dấu “-“ hƣớng xoắn dao phôi chiều Dùng dấu “+” hƣớng xoắn dao phôi ngƣợc chiều Từ công thức điều chỉnh (7.8) cho thấy: tỷ số truyền chạc điều chỉnh vi sai không phụ thuộc vào lƣợng chạy dao đứng s1 Ngoài ra, cắt thẳng (β = 0), trị số iy = 0, nghĩa không cần xích vi sai Dùng xích vi sai để cắt xoắn có nhƣợc điểm xích truyền động dài, độ xác gia công bị giảm Có thể cắt xoắn không dùng xích vi sai Trong trƣờng hợp chuyển động tạo hình chuyển động vi sai đƣợc thực xích phân độ Điều chỉnh cắt xoắn theo phƣơng pháp gọi điều chỉnh không vi sai Phƣơng trình chuyển động xích nhƣ sau: 1vgphôi 96 35 33 d b f 58 ivs 27 29 29 20   z s1 35 33 c a e 58 27 29 29 80 k T e Trong trƣờng hợp ivs = chọn lấy = thì: f a c 24k T ix’  b d z T s1 (7.11) Để tính bánh thay xích này, cần phải thay trị số xác lƣợng chạy dao đứng s1 đƣợc tính từ công thức (7.3) Công thức (7.11) phức tạp nên việc chọn bánh thay từ công thức dễ dàng lúc thực đƣợc Do loại điều chỉnh dùng máy lăn xích vi sai xích vi sai bị hỏng 6- Xích di động tay Để thực chuyển động đứng tay, dùng tay quay quay trục (1) Chuyển động hƣớng kính quay trục (2).Điều chỉnh bàn máy – quay trục (3) Điều chỉnh bàn máy để xoay bàn dao góc – quay trục (4) qua tỷ số truyền 16 12 30 48 104 7.3B MÁY LĂN RĂNG 5K310 7.3.B.1.Công dụng tính kỹ thuật máy 5K310 Cũng nhƣ máy 5M324A, máy 5K310 máy lăn gia công bánh trụ thẳng, xoắn bánh vít điều kiện sản xuất hàng loạt vừa, 120 gia công bánh cỡ nhỏ có độ xác cấp đến Máy có chu kỳ làm việc tự động với phƣơng pháp chạy dao hƣớng kính, phay thuận phay nghịch Tính kỹ thuật chủ yếu máy gồm: - Môđun lớn bánh răng: 4mm - Đƣờng kính lớn bánh răng: 200mm - Số vòng quay dao phay: n = 63 ÷ 400 vg/ph - Số cấp tốc độ trục chính: - Lƣợng chạy dao đứng: S = 0,63 ÷ 4mm/vòng - Công suất động N = 2,8kW; n = 1450 vg/ph 7.3.B.2 Sơ đồ động máy 5K310 1- Xích tốc độ máy 5K310 Xích tốc độ động điện I  II III IV V VI VII trục dao Trục I, II, II làm theo thành hộp độ cho tốc độ quay trục doa : n1 ÷ n9 = 63 ÷400 vg/ph Tốc độ quay đƣợc lựa chọn theo vị trí hai tay gạt A – Б máy 2- Xích chạy dao đứng Xích chạy dao đứng xuất phát từ bàn máy mang phôi  XXXVIIXXVIIIXXIXXXXXXXIXIIItrục vít – bánh vít  vít me đứng tx = 2л Các trục XXVII  XXXI tạo thành hộp chạy dao cho tốc độ chạy dao: S ÷ S9 = 0,63 ÷4 mm/vòng phôi Chọn tốc độ chạy dao theo vị trí hai tay gạt A – Б máy 3- Xích bao hình Xích trục dao VII VIVIVVII Cơ cấu hành e a c f b d tinh  bàn máy Phƣơng trình xích động: vòng phôi 72 19 24 a c K (VI) (V) (IV)ivs (X) = 18 19 24 b d 72 Z Công thức điều chỉnh: - Nếu bánh cần cắt có Z 105: - Nếu Z < 105: a c K e   = 18 b d Z f a c K e   = 36 b d Z f 4- Xích vi sai Xích vít me đứng (XIII)  a1 c1  b1 d1 cấu vi e a c f b d sai (X)bàn máy mang phôi Hình 7.10B – Sơ đồ động máy lăn nửa tự động 5K310 121 Phƣơng trình truyền động xích vi sai ivs Thay T = e a c  1 f b d 72 mn Z ; tx = 2л ivs = ta có: sin  mn Z 30 30 a1 c1 24 K 2.18  1 Z 72 sin  2 b1 d1 24 30 Công thức điều chỉnh chạc vi sai: a1 c1 sin  = 4 b1 d1 mn K (7.12) Dùng dấu trừ “-“ hƣớng xoắn dao phôi chiều, lắp bánh vi sai a1 c1 b1 d1 Dùng dấu cộng “+” hƣớng xoắn dao phôi ngƣợc chiều, lắp thêm bánh trung gian 5- Xích chạy dao hƣớng kính Xích chạy dao hƣớng kính dùng để cắt bánh vít phƣơng pháp hƣớng kính Xích chạy dao hƣớng kính bàn máy mang phôi  qua hộp chạy daoXIIIXXIIXXIIIXXIVXVXXVI (trục vít me hƣớng kính) Chọn tốc độ chạy dao hai tay gạt A – Б máy 6- Xích chạy dao nhanh Xích chạy dao nhanh động N = 2,9kW tới vít me đứng hƣớng kính để thực chạy dao nhanh đứng hƣớng kính 7- Xích dịch dao Từ động 0,25kW  vít me hƣớng trục dịch dao theo chiều trục để chuyển vị trí dao dao cùn 8- Góc quay trục dao Góc quay trục dao  =  ± α; Lấy dấu “-” hƣớng xoắn dao phôi chiều Lấy dấu “+” hƣớng xoắn dao phôi ngƣợc chiều 122 123 7.4 Máy xọc Máy xọc máy gia công bánh theo phƣơng pháp bao hình, dạng đƣợc hình thành cách nhắc lại chuyển động ăn khớp cặp bánh trụ Một bánh có lƣỡi cắt đóng vai trò dọc xọc Bánh đóng vai trò phôi Trong trình thực chuyển động ăn khớp với nhau, dao xọc tạo nên dạng bề mặt phôi Phƣơng pháp gia công bánh dao xọc gọi phƣơng pháp Fellow, máy gia công bánh phƣơng pháp Fellow gọi máy xọc Máy xọc cắt đƣợc thẳng, xoắn bánh trụ Ngoài cắt bánh đặc biệt 7.4.1 Sơ đồ kết cấu động học máy xọc Để thực đƣợc chuyển động phƣơng pháp gia công bao hình nói trên, máy xọc có sơ đồ kết cấu động học đƣợc trình bày hình 7.8 Các chuyển động tạo hình phƣơng pháp gia công bao hình máy xọc bao gồm ba nhòm chuyển động tạo hình nhƣ sau: Nhóm thứ hình thành dạng thẳng, cần chuyển động tạo hình phức tạp (Q1, Q2) Nhóm thứ hai hình thành dạng xoắn, cần bổ sung chuyển động tạo hình phức tạp (Q3 T1) Nhóm thứ ba hình thành dạng theo chiều dài, cần chuyển động tạo hình đơn giản (T1) Nhƣ xích chuyển động máy là: Xích tốc độ: Chuyển độn tịnh tiến T1 nối từ động qua iv đến đĩa biên quay.Đĩa biên quay vòng dao xọc lên xuống hành trình kép Xích bao hình: Chuyển động ăn khớp dao phôi.Dao xọc quay Q1 vòng qua bánh vít trục vít, qua ix làm phôi quay Q2 124 Xích chạy dao hƣớng kính: nối từ đĩa biên qua M1 qua i0 đến cam C1 đẩy dao tiến vào S 7.4.2 Máy xọc 514 Hình dạng máy xọc 514 đƣợc trình bày hình 7.9 Các phậ máy bao gồm: 1- Thân máy; 2- bàn máy; 3- Đầu trục 7.4.2.1 Tính kỹ thuật Máy 514 máy xọc nửa tự động, dùng để gia công bánh trụ thẳng, xoắn ăn khớp Tính chủ yếu máy xọc 514 nhƣ sau: - Môđun bánh gia công: m = 2÷6mm - Đƣờng kính bánh gia công: + Răng ngoài: 20÷500 mm + Răng trong: 500mm - Chiều dày lớn chi tiết gia công: 105mm - Hành trình lớn trục dao xọc: 125mm - Hành trình lớn trục dao xọc: n = 65 ÷1450htk/ph - Công suất động chính: N = 2,2KW, n = 1420 vg/ph - Trọng lƣợng máy: 4200 kG 7.4.2.2 Sơ đồ động máy xọc 514 Sơ đồ động máy xọc 514 đƣợc trình bày hình 7.10 Để thực tất chuyển động phụ, máy xọc 514 có xích truyền động sau đây: xích tốc độ (truyền động chính), xích bao hình Q1 Q2, xích chạy dao, xích chạy dao hƣớng kính, xích cấu ăn dao tinh xích nhƣờng dao 125 1- Xích tốc độ (truyền động chính) Xích truyền động thực chuyển động tịnh tiến tạo tốc độ cắt dao xọc theo sơ đồ: Từ động điện Đ1 có công suất N1 = 2,2 kW, qua truyền đai 22 37 29 46 100 , qua hộp tốc độ có bốn tỷ số truyền , (trục II) , qua 88 73 81 64  280 cấu truyền – tay quay có môđun m= 3,25mm ăn khớp với bánh Z= 26 (trục III) cuối đến bánh ăn khớp (Z.m = 26.3,25) làm trục mang dao xọc chuyển động thẳng tịnh tiến Đĩa có chốt lệch tâm (1) lắp cuối trục II làm cho biên có m = 3,25mm dao động làm cho bánh Z= 26 trục III thực chuyển động lắc Cơ cấu bánh – phía phải trục III, biến chuyển động lắc trục III thành chuyển động tịnh tiến trục dao xọc.Nhƣ thế, vòng quay đĩa lệch tâm (1) thực hành trình kép trục dao xọc Do phƣơng trình truyền động xích là: nđc = 100/280(0,985 iv) = ntc(htk/ph) (7.13) Để lựa chọn số hành trình kép dao xọc, phải tính số hành trình kép cần thiết theo công thức: 126 n 1000 (htk / ph) 2L (7.14) Trong đó: L- Chiều dài hành trình kép, L= b+c b- Chiều dày phôi c- Khoảng vƣợt dao v-Vận tốc cắt phụ thuộc vào mô đun vật liệu bánh gia công 2- Xích bao hình Q1 Q2 Xích bao hình đƣợc nối liền chuyển động vòng dao xọc phôi để hình thành đƣờng thân khai với lƣợng di động tính toán : vòng quay dao xọc  Zd vòng quay phôi Zf Xích đƣợc thực theo sơ đồ : trục dao xọc  cấu bánh vít  trục a c 100 30 30 VII  hai bánh côn  chạc phân độ  X  b1 d1 30 30 cấu trục vít – bánh vít  cuối bàn máy mang phôi 240 vít Phƣơng trình xích bao hình là: vòng dao Z 100 30 30 a1 c1 = d 30 30 b1 d1 240 Z f Từ ta có công thức điều chỉnh chạc phân độ ix = Z a c  2,4 d Zf b d (7.15) Trong đó: Zd - Số bánh dẹt sinh tƣởng tƣợng Z1 - Số điều bánh cần cắt Để dễ điều chỉnh, thƣờng chọn số bánh thay c gấp đôi số dao xọc Khi cắt bánh ăn khớp trong, lắp thêm bánh trung gian vào hai bánh a1 b1 3- Xích chạy dao vòng Xích chạy dao vòng dùng để điều chỉnh lƣợng ăn dao vòng s cho hành trình kép dao xọc Lƣợng chạy dao vòng đƣợc tính mm vòng tròn chia xọc thực hành trình kép S1 (mm/htk) Khi gia công thô lƣợng chạy dao vòng lấy lớn (S1 = 0,25 0,38 mm/htk) gia công tinh phải lấy trị số nhỏ (S1 = 0,1  0,2 mm/htk) Xích chạy dao vòng đƣợc nối liền từ chuyển động tịnh tiến dao xọc đến chuyển động quay vòng dao theo sơ đồ: trục dao xọc  cấu răng-bánh 3,25 x26trục IIIcơ cấu truyềntay quayIItruyền động xích 28  trục IVcơ cấu trục vít – bánh 28 127 28 Vcơ cấu đảo chiều bánh côn  đóng ly hợp vấu L1 chạc 42 23 a chạy vòng trục VIIcơ cấu trục vít – bánh vít 100 b2 vít Khi dao xọc thực hành trình kép đĩa 31 có chốt lệch tâm 30 quay vòng, tức trục II hay bánh xích Z = 28 lắp trục II quay vòng Do lƣợng di động tính toán xích chạy dao vòng viết nhƣ sau 1vòng quay trục II  S1 lƣợng chạy dao vòng trục dao.Do có phƣơng trình truyền động: vòng 28 28 a .m.Zd = S1 (mm/htk) 28 23 42 b2 100 Từ ta có công thức điều chỉnh chạc chạy dao vòng: is  366S1 a  b m.Z d (7.16) Trong đó: m- Mô đun dao xọc Zd - Số dao xọc S1-Lƣợng chạy dao vòng Khoảng cách tâm hai bánh a1 b1 không đổi, phải lựa chọn a2 b2 điều kiện tổng số hai bánh a2 + b2 = 89, môđun chúnh 2,25mm 4- Xích chạy dao hƣớng kính Xích chạy dao hƣớng kính dùng để chạy dao hƣớng kính s hết chiều sâu chân răng.Sau chuyển động chạy dao hƣớng kính ngừng dao xọc tiếp tục gia công kết thúc trình gia công Lƣợng chạy dao hƣớng kính đƣợc tính s (mm/htk) dao thực hành trình kép.Chu kỳ làm việc xích cam (46) thực Xích chạy dao hƣớng kính theo sơ đồ: Trục dao xọc  – bánh ẳng 3,25 x 26trục IIIcơ cấu truyền – tay quay trục IIcơ cấu truyền động xích a 28 24 trục V chạc chạy dao hƣớng kính cặp bánh côn trục 28 48 b2 XIItrục vít – bánh vít  đóng ly hợp L2trục vít- bánh vít cuối 40 40 cam tỳ vào lăn (47) Con lăn đƣợc lắp trục vít me có t x = 6mm Vít me quay đai ốc bánh côn Z = 30 cố định bàn trƣợt đầu trục Khi dao xọc thực hành trình kép, tức trục II quay vòng phƣơng trình truyền động xích chạy dao hƣớng kính 1vòng Trong đó: 28 a 24 T = s (mm/htk) 28 b2 48 40 40 (7.17) T- Độ nâng cam s- Lƣợng chạy dao hƣớng kính 128 5- Xích cấu đếm tự động dừng máy cắt xong bánh Sau cắt xong chiều sâu răng, xích chạy dao hƣớng kính tự động cắt đƣờng truyền, xích cấu đếm nối liền chuyển động quay tròn phôi đến cam, để đảm bảo cho phôi đƣợc cắt với chiều sâu không đổi h Nếu dùng cam lần ăn dao, xích hƣớng kính tiến hành khoảng thời gian hƣớng tƣơng ứng với vòng quay phôi.Sau đó, xích cấu đếm làm việc phôi quay vòng Xích đƣợc thực theo sơ đồ: bánh lệch tâm (50)  kéo 17cơ cấu cóc (48)bánh cóc (48)trục vít – bánh vít cuối cam (XVII) 40 6- Xích chạy dao nhanh Xích dùng để điều chỉnh bàn máy, đƣợc thực từ động điện Đ (32) có công suất N2 = 0,5kW cơ cấu puli đai truyền  80  trục vít – bánh vít 240 180 Khi thực chuyển động này, phải tháo chạc phân độ a c b d Số vòng quay nhanh bàn máy là: nn = 1440  80 0,985 = 2, 62 (vg/ph) 180 240 (7.18) 7- Xích nhƣờng dao Khi dao xọc thực hành trình thuận (hành trình cắt), dao xọc lên, phôi dao phải tách rời khoảng cách từ  5mm để tránh chạm mòn dao xọc.Xích truyền động thực nhiệm vụ gọi xích ngƣờng dao.Xích nhƣờng dao đƣợc thực từ cam lắp trục II.Cam (33) đƣợc tiếp xúc với lắn (33) gắn liền với khung (34).Khi cam quay, khung (34) di động trục (36) lên xuống, làm cho đĩa biên (38) lắp trục XII quay tròn.Thanh đẩy 41 lắp lệch tâm đĩa biên (38) mang bàn máy lắp phôi chuyển động vào tƣơng ứng với hành trình dao xọc Ngoài để thực lƣợng chạy dao hƣớng kính tay, quay đàu vuông (4) để quay đai ốc trục vít me tx = 6mm qua cặp bánh côn 15 30 Máy 514 nhóm máy xọc có ụ trục di động bán máy thực chuyển động nhƣờng dao Một nhóm máy khác nhƣ 5140, 5B150 ngƣợc lại: bán máy di động, ụ trục đứng yên thực chuyển động nhƣờng dao 7.4.2 Các cấu đặc biệt máy xọc 514 1- Cơ cấu điều chỉnh hành trình Cơ cấu điều chỉnh hành trình dao xọc cấu biên – tay quay đƣợc trình bày hình 7.11 Nhờ cấu này, chuyển động vòng từ hộp tốc độ đƣợc biến thành chuyển động tịnh tiến trục mang dao xọc.Ở đĩa (1) đƣợc lắp trục II hộp tốc độ (trục II hình 7.15) Trên rãnh hƣớng kính đĩa lắp chốt lệch tâm (2) nối liền với tay biên (3) Vít (4) đƣợc 129 lắp phần ren tay biên Phần không ren vít (4) nằm ống (5) Thanh ăn khớp với bánh Z = 26 lắp trục III hộp tốc độ, truyền đến trục chuyển động lắc lƣ, làm cho trục chuyển động tịnh tiến Ống (5) trƣợt bên bề mặt đƣợc bôi trơn sống trƣợt (6) Độ dài hành trình dao xọc đƣợc điều chỉnh việc quay đầu vuông vít (7) để điều chỉnh độ lệch tâm chốt (2), làm thay đổi hành trình ống (5) Để điều chỉnh vị trí dao xọc, quay đầu vuông vít (4) để xác định vị trí ăn khớp (5) với bánh Z = 26 Hình 7.11- Cơ cấu điều chỉnh hành trình 2- Cơ cấu tự động chạy dao hƣớng kính Cơ cấu đƣợc trình bày hình 7.12, dùng để đóng, ngắt tự động chạy dao hƣớng kính cấu ăn dao tinh, dao xọc cắt hết chiều sâu răng, tự động đƣa dao xọc khỏi chi tiết gia công tắt máy sau đạt đƣợc số vòng quay đƣợc điều chỉnh bàn máy Trong trình cắt răng, cam (16) di động lăn (13) sang phải qua trục vít me tx = mm, kéo đầu trục mang dao xọc sang phải để thực lƣợng chạy dao hƣớng kính (hình 7.14) Chuyển động cam (16) đƣợc thực từ hai nguồn: từ cấu chạy dao hƣớng kính từ cấu ăn dao tinh Lƣợng chạy dao hƣớng kính đƣợc thực với việc đƣa gạt (11) sang phải cố định với chốt (10) Trong đó, dƣới tác dụng lò xo (9), đầu bên trí (12) tì vào phần nâng cam (16) trì tay quay (11) vị trí bên phải Khi gạt (11) vị trí phải, kéo trục (21) sang phải, di động ngàm gạt đóng ly hợp vấu C nối liền bánh vít (22) Z = 40 với trục XIII Khi trục (21) vị trí phải, trƣợt 18 nâng cóc (2) khớp với bánh cóc (19) Z = 48 Lúc xích chạy dao hƣớng kính đƣợc hình thành, bánh thay (6) a2 a 24 đến cam (16) theo xích truyền động:  cam (16) b2 48 40 40 b2 130 Trƣớc đóng ly hợp C, lăn (13) nằm vị trí thấp cam Khi đóng ly hợp C, độ nâng cam di chuyển sang phải đẩy dao xọc thực chạy dao hƣớng kính.Cuối hành trình chạy dao hƣớng kính, đầu trái (12) tì vào phần lõm cam (16) Dƣới tác dụng lò xo (9) quay xung quanh chốt thanh, rút chốt (10) khỏi gạt (11), lò xo (8) kéo gạt (11) sang trái, đẩy trục (21) sang trái, mở ly hợp C, ngắt xích chạy dao hƣớng kính, đồng thời hạ cóc (2) vào khớp với bánh cóc (19) Z = 48, nối xích cấu ăn dao tinh với cam (16), nhờ chuyển động tịnh tiến trục XVIII làm lắc lƣ phiếu gạt (1) mang cóc (2) Hình7.12 - Cơ cấu tự động chạy dao hƣớng kính Mỗi chuyển động lắc lƣ phiến gạt (1) làm bánh cóc (19) Z = 48 quay răng.Chuyển động không liên tục đƣợc truyền qua trục vít – bánh vít  20  3 đến cam (16) Nhƣng lúc cam không thực chạy dao hƣớng 40 kính lăn (13) tỳ lên cung tròn biên dạng cam Trong chu kỳ làm việc cấu cóc, bàn máy mang phôi tiếp tục quay vòng để gia công hết tất Khi cắt xong răng, lăn (13) lại rơi vào chỗ lõm cam (16) trục vít me XIX bị lò xo kéo sang trái; miếng gạt (14) lắp đầu phải trục vít me tác động vào công tác hãm (15), máy tự động dừng lại 131 ... sau: - Máy cắt kim loại - Máy gia công gỗ - Máy gia công áp lực - Máy hàn - Máy đúc Máy công cụ ngành chế tạo máy có nhiều chủng loại kích thƣớc khác nhau, chủ yếu máy cắt kim loại dùng để chế... máy tiện, máy phay, máy khoan, máy bào, máy mài - Phân loai theo trình độ vạn năng: bao gồm ba nhóm máy cắt kim loại sau: Máy vạn năng, máy chuyên môn hoá máy chuyên dùng Máy vạn loại máy thích... để bàn máy) , máy tiện chép hình, máy 29 chuyên dùng, máy tiện đứng máy tiện cụt, máy tiện nhiều dao, máy tiện Rêvôve, máy tiện nửa tự động tự động, máy tiện điều khiển số CNC 2.1.3 Máy tiện ren