Đề cương bài giảng nguyên lý cấu trúc và thiết kế máy công cụ

Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy CHƯƠNG 1: ĐỘNG HỌC MÁY CÔNG CỤ 1.1 ĐẠI CƯƠNG 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 thước độ xác chi tiết gia công (theo thiết kế) phương pháp công nghệ khác từ phôi Chiếc máy công cụ lịch sử loài người máy khoan dây kéo tay (hình 1.1) người Ai Cập cổ đại phát minh cách 30004000 năm Sau 2000 năm người Ai Cập Ấn Độ phát minh máy tiện gỗ đạp chân (hình 1.2) Thế kỷ XIV Trung Quốc chế tạo máy mài, máy phay để mài kiếm gia công bánh xe Cuối kỷ XV – đầu kỷ XVI Leona Devinci nghệ sĩ lớn đồng thời nhà phát minh người Ý chế tạo phận máy tiện như: bánh răng, trục vítme, bàn dao v.v nguồn động lực máy sức bắp người Đầu kỷ thứ XVII người ta dùng sức nước nguồn động lực cho máy công cụ, đầu kỷ XVII Liên xô chế tạo máy tiện Đến năm 1774 nhà tư công nghiệp Anh John Wikinson 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 chứng để có loại máy công cụ đa dạng chủng loại khác kích thước thấy Việt Nam nước công nghiệp phát triển giới * Xu hướng phát triển phân loại máy công cụ Những máy công cụ vạn như: tiện, phay, khoan, bào, mài, gia công bánh v.v theo thời gian cải tiến phát triển thành máy bán tự động, tự động, máy tổ hợp, trung tâm gia công, đường 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 hóa, 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 rôbôt hóa, máy tạo mẫu nhanh (RP), máy gia công tia lửa điện, tia Laser v.v với suất, chất lượng trình độ tự động hóa ngày cao Những hệ máy Đề cương giảng dùng chung Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy phần thỏa mãn yêu cầu trái ngược chất lượng, suất, giá thành, thay đổi sản phẩm đáp ứng kịp thời 1.1.2 Phân loại ký hiệu máy cắt kim loại a) Phân loại máy cắt kim loại Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) máy công cụ bao gồm loại sau đây: - Máy cắt kim loại - Máy gia công áp lực - Máy gia công gỗ - Máy hàn - Máy đúc Máy công cụ ngành chế tạo máy có nhiều chủng loại kích thước khác nhau, chủ yếu máy cắt kim loại dùng để chế tạo chi tiết kim loại phương pháp cắt gọt kim loại có phoi từ phôi Máy cắt kim loại ngành chế tạo máy phân loại theo hai nguyên tắc chung là: theo phương pháp cắt theo trình độ vạn * Phân loại theo phương pháp cắt bao gồm nhóm máy cắt kim loại sau: máy tiện, máy phay, máy khoan, máy bào, máy mài Trong nhóm chia kiểu riêng có phạm vi kích thước thông số cụ thể, cấu trúc khác * Phân loại theo trình độ vạn bao gồm ba nhóm máy cắt kim loại sau: máy vạn rộng, máy chuyên môn hóa máy chuyên dùng - Máy vạn rộng loại máy thích hợp với loại hình sửa chữa, sản xuất đơn chiếc, sản lượng nhỏ - Máy chuyên môn hóa máy dùng để gia công loại hay vài loại chi tiết có hình dáng tương tự ( ví dụ: Trục bậc, bạc, vòng bi…) Nhưng kích thước khác Nó chủ yếu dùng sản xuất hàng loạt, ví dụ: máy cắt răng, vòng bi, tiện ren… - Máy chuyên dùng loại máy sử dụng để gia đông chi tiết máy có loại kích thước với số lượng lớn Cũng phân loại dựa vào khối lượng máy: + loại nhẹ: + Loại trung bình: 10 + Loại nặng: Trên 10 b) Kí hiệu máy cắt kim loại: * Theo tiêu chuẩn Việt Nam: - Chữ nhóm máy: T : Máy tiện P : Máy phay K : Máy khoan M: Máy mài B : Máy bào X : Máy xọc - Chữ số kiểu máy, kích thước đặc trưng quan trọng máy Đề cương giảng dùng chung Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy Theo TCVN: Máy công cụ có cấp xác theo chữ cái: E, D, C, B, A (E: Là cấp xác thường, B: Là cấp xác đặc biệt cao, A: Là cấp siêu xác Bảng tổng hợp phân loại máy cắt kim loại, kí hiệu theo TCVN: Máy Nhóm Kiểu máy Tự đông Tiện T trục Nửa tự động Revon nhiều ve Khoa n cắt đứt trục Tiện Vạn Nhiều đứng dao - Cụt Nửa Khoan - Doa KD Đứng TĐ Nhiều trục trục Doa Khoan tọa độ cần Doa Doa kim cương Bàoxọc chuốt Phay B-XCH P Giườn Giườn g g hai trụ trụ Phay Phay đứng tác công dụng xôn liên tục Bào Xọc ngang Chuốt Chuốt ngang đứng Phay Phay đứng Phay chép không giườ hình công ng xôn Phay vạn rộng Chuy ên dùng Khoa n ngan g Các máy tiện khác Các máy khác Các máy khác Công xôn Các nằm máy ngan khác g Mài Mài đánh M bóng Mài Mài Mài tròn thô Chuyê n dùng Mài Mài sắc nghiề Các n, máy đánh khác bóng Tổ Bào hợp xọc gia công răng, TH R bánh trụ Cắt Phay bánh răng trụ côn trục Đề cương giảng dùng chung Gia Gia Phay công công bánh mặt vít đầu Phay ren đặc biệt Mài ren Các máy khác Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy ren Cắt Cắt đứt C đứt Cắt đứt bằng dao đá mài Nắn Đĩa thẳng Cưa Cưa Cưa cắt băng đĩa lưỡi đứt tiện * Ký hiệu Liên Xô: Ký hiệu hệ thống số chữ chia máy cắt kim loại thành nhóm kiểu: Chữ số nhóm máy (số 1- nhóm máy tiện, số 2- máy khoan doa, số 3máy mài, số 5- máy gia công răng, số 6- máy phay, số 7- máy bào xọc, 8- máy cắt, – máy khác), chữ số thứ hai kiểu máy, chữ số thứ ba, thứ tư thông số máy (Ví dụ: Máy tiện chiều cao tâm máy, máy khoan đường kính gia công lớn nhất, máy phay số hiệu bàn máy… Ví dụ: máy tiện 1616, 1K62, 16K20,…máy phay 6H82 Bảng tổng hợp phân loại máy cắt kim loại, kí hiệu theo Liên Xô cũ: Nhóm máy Tự động Tự bán động 1: tự Revonve Máy bán TĐ động trục tiện nhiều trục Bán tự Bán tự 2:Máy động động Khoan khoan nhiều đứng doa trục trục chính 3: Máy mài Mài tròn Mài tròn Kiểu máy Các máy khác Tiện khỏa mặt đầu, khoan tâm Tiện đứng, bàn quay Tiện vạn năng, tiện cụt Tiện nhiều dao Tiện chuyên môn hóa, tiện định hình Doa tọa độ Khoan cần Doa ngang Doa kim cương Khoan ngang Các máy khác Mài sắc Mài phẳng Mài nghiền đánh bóng Các máy khác Các máy khác Mài Mài phá chuyên dùng 5: Gia Máy Phay lăn Xọc công gia bánh bánh công gia công trụ bánh then hoa côn 6: Phay Phay Đề cương giảng dùng chung Phay bánh vít Vê đầu Phay Cà Mài Phay Phay Phay Phay Phay Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy Máy phay đứng công xôn liên tục 7: Máy bào 8: Máy cắt Bào giường trụ Bào giường hai trụ Cắt đứt mài Cắt đứt tiện chép hình khắc đứng không công xôn Bào ngang Xọc Chuốt ngang Đĩa cắt Cắt đứng Đai cắt giường vạn rộng Chuốt đứng Cắt dọc ngang công xôn Các máy khác Cắt tay Thử dụng cụ 1.2 CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH CỦA MÁY CẮT KIM LOẠI Khớp ống Băm doa Phá vô tâm 1.2.1 Bề mặt gia công Các bề mặt chi tiết gia công thường gặp ngành chế tạo máy đa dạng kích thước phong phú hình dạng Nhưng phần lớn chúng thuộc dạng bề mặt sau: dạng bề mặt có đường chuẩn đường tròn, dạng bề mặt có đường chuẩn đường thẳng, dạng bề mặt đặc biệt 1/ Dạng bề mặt có đường chuẩn đường tròn Bề mặt có đường chuẩn đường tròn bề mặt tạo thành cho đường sinh chuyển động tương đối xung quanh đường chuẩn tròn (hình 1.3) với đặc trưng có trục đối xứng, tâm đối xứng a) a)Hình trụ b) Hình côn Hình 1.3 – Các bề mặt gia công tròn xoay đường sinh thẳng Bề mặt trụ bề mặt tròn xoay có đường sinh thẳng song song với đường tâm khối trụ đường chuẩn đường tròn (hình 1.3 a) Bề mặt côn bề mặt tròn xoay có đường sinh thẳng giao với đường tâm khối côn đường chuẩn đường tròn (hình 1.3 b) Nếu đường sinh đường cong (hình 1.4 a) tạo thành bề mặt tròn xoay có hình tang trống Bề mặt hình dạng ren bề mặt đặc thù ngành chế tạo máy có đường sinh đường gẫy khúc, đường chuẩn đường tròn đường thẳng song song với đường tâm khối ren (hình 1.4 b) Đề cương giảng dùng chung Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 2/ Dạng bề mặt có đường chuẩn đường thẳng Các bề mặt có đường chuẩn đường thẳng gồm bề mặt qui ước tạo thành đường sinh đường thẳng, đường cong đường gấp khúc chuyển động trượt đường chuẩn đường thẳng trình bày hình 1.5 (a) 3/ Dạng bề mặt đặc biệt (cam, cánh tuoocbin, thân khai ) Các dạng bề mặt đặc biệt bề mặt không gian phức tạp có đường chuẩn đường cong đường thẳng, đường sinh đường thẳng đường thân khai Tuy nhiên việc phân biệt đường sinh đường chuẩn có tính chất tương đối Tùy thuộc vào độ phức tạp bề mặt gia công, lựa chọn đường sinh đường chuẩn đưa đến sơ đồ động máy có độ phức tạp khác Các bề mặt đặc biệt 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 đường sinh đường chuẩn tương ứng Nếu bề mặt gia công tạo thành từ đường sinh đường thẳng, đường tròn, đường xoắn acsimet đường thân khai máy cắt kim loại cần phối hợp hai chuyển động đơn giản là: thẳng quay tròn Để tạo thành đường sinh đường hypecbon, đường elip, đường xoắn log, máy cắt kim loại cần phải phối hợp hai chuyển động phức tạp là: Đề cương giảng dùng chung 10 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy thẳng quay tròn không 1.2.2 Chuyển động tạo hình Chuyển động tạo hình máy công cụ chuyển động tương đối dao phôi nhằm tạo đường sinh đường 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/ Chuyển động tạo hình đơn giản chuyển động tạo hình chuyển động thành phần độc lập thực hiện, không phụ thuộc vào chuyển động khác theo qui luật nào.Ví dụ hình 1.6 a – Khi dao II chuyển động tịnh tiến phối I quay, hai chuyển động không phụ thuộc vào Hình 1.6 b – dao II chuyển động quay, phôi I không chuyển động 2/ Chuyển động tạo hình phức tạp chuyển động tạo hình nhiều chuyển động thành phần có phụ thuộc vào theo qui luật định tạo nên tiện ren, tiện côn (hình 1.7) Trên hình 1.7 a: phôi I chuyển động quay Q, dụng cụ II thực chạy dao S Hai chuyển động Q S có ràng buộc: Phôi I quay vòng dao II phải tịnh tiến (S) lượng bước 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 dọc (Sd) để hình thành chạy dao tổng tổng (ST) Như Q chuyển động tạo hình đơn giản, (Sd) (Sng) chuyển động tạo hình phức tạp Chuyển động tạo hình dao thực phôi thực hiện, đồng thời dao phôi thực (hình 1.6) Chuyển động tạo hình để hình thành bề mặt gia công chuyển động quan trọng máy cắt kim loại nên phải phân tích bố trí chuyển động cho cấu chấp hành thích hợp (phôi dao), bảo đảm kết cấu máy đơn giản, làm việc xác, xuất cao Số chuyển động tạo hình máy cắt kim loại nhiều với hai chuyển động chuyển động quay Q chuyển động tính tiến T Tổng hợp chuyển động Đề cương giảng dùng chung 11 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy theo phương án khác tạo thành máy cắt kim loại khác nhau: tiện, bào, chuốt, gia công v.v 1.2.3 Các phương pháp tạo hình Để hình thành dạng bề mặt khác chi tiết kim loại, có nhiều phương pháp chế tạo như: đúc, cán, ép, gọt, v.v Máy cắt kim loại tạo hình chi tiết gia công cách cắt gọt có phoi theo phương pháp sau: phương pháp chép hình, phương pháp theo vết, phương pháp bao hình 1/ Phương pháp chép hình Phương pháp chép hình phương pháp cho lưỡi dao cắt trùng với đường sinh bề mặt chi tiết gia công (hình 1.8.a), bề mặt gia công hình thành đường sinh chuyển động theo đường chuẩn - Nếu đường chuẩn đường thẳng có bề mặt gia công mặt định hình Máy cắt kim loại thực phương pháp máy bào định hình hay máy phay chép hình - Nếu đường chuẩn hình tròn cho bề mặt tròn xoay định hình Máy thực máy tiện định hình - Nếu đường chuẩn đường hình cong phẳng, bề mặt gia công có dạng cam Các đường chuẩn hình thành mẫu chép hình, cam điều chỉnh phối hợp xích truyền động máy Phương pháp chép hình có suất cao khó chế tạo dao 2/ Phương pháp theo vết (còn gọi phương pháp quĩ tích) Bề mặt gia công hình thành tổng hợp vết chuyển động lưỡi cắt tạo nên (hình 1.8.b) Nói cách khác: quĩ tích vết chuyển động mũi dao cắt đường sinh bề mặt gia công Máy cắt kim loại thực phương pháp máy tiện, máy khoan, máy phay 3/ Phương pháp bao hình Phương pháp bao hình phương pháp tạo hình 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 tạo hình không phụ thuộc vào hình dáng lưỡi cắt Trên hình 1.8 c giới thiệu phương pháp bao hình máy xọc Dạng thân khai hình bao mặt cắt lưỡi cắt hình thành điểm 1, 2, 3, v.v Ngoài phương pháp tạo hình chung, loại máy cắt kim loại có phương pháp tạo hình riêng phụ thuộc vào vị trí tương đối đường sinh đường chuẩn 12 Đề cương giảng dùng chung Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy Ví dụ, thay đổi vị trí ban đầu đường sinh so với đường chuản cho dạng bề mặt khác nhau: - Nếu đường sinh song song với trục xoay đường chuẩn cho mặt trụ (hình 1.9.a) - Nếu đường sinh không song song với trục xoay cho mặt côn (hình 1.9.b - Nếu đường sinh chéo với trục xoay tạo thành mặt hyperboloid (hình yên ngựa) (hình 1.9.c) 1.3 SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC – TỔ HỢP CHUYỂN ĐỘNG CỦA 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 biểu diễn loại sơ đồ gọi sơ đồ kết cấu động học Đây loại sơ đồ có tính qui ước, sử dụng ký hiệu đặc trưng cho cấu chuyển động, biểu thị vắn tắt mối liên hệ chuyển động phận máy Ví dụ, sơ đồ kết cấu động học máy tiện ren vít vạn (xem hình 1.10) Trong đó: iv – phận biến đổi tốc độ trục is – phận biến đổi lượng chạy dao tx – bước vitsme tính mm – bước ren cần cắt (mm/1 vòng trục chính) v – vận tốc trục mang phôi (m/phút) i1-2, i3-4, i4-5, i6-7 – tỷ số truyền cố định đường truyền Cần lưu ý tiện trơn đường truyền không qua vitsme mà qua – bánh nên thay S/1 vòng trục Hình 1.10 – Sơ đồ kết cấu động học máy tiện ren vít vạn 1.3.2 Xích truyền chuyển động tạo hình bề mặt Đề cương giảng dùng chung 13 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy Tùy theo tính chất chuyển động tạo hình, tổ hợp chúng thành sơ đồ kết cấu động học khác cho loại máy Xích truyền động đường truyền chuyển động nối liền từ động đến 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 thường bao gồm: tạo hình đơn giản, tạo hình phức tạp tạo hình hỗn hợp 1/ Xích chuyển động tạo hình đơn giản Xích chuyển động tạo hình đơn giản đường truyền chuyển động tạo hình đơn giản Ví dụ máy mài (hình 1.11), máy phay, máy khoan v.v Trên hình 1.11 ba chuyển động: quay đá Qđá, quay chi tiết Qct chuyển động tịnh tiến bàn máy Tbàn độc lập với Hình 1.11 – Máy mài tròn có chuyển động tạo hình đơn giản 2/ Xích chuyển động tạo hình phức tạp Xích chuyển động tạo hình phức tạp đường truyền chuyển động tạo hình phức tạp, ví dụ xích cắt ren máy tiên ren vít vạn (hình 1.10) Khi cắt bước ren cần chuyển động quay phôi chuyển động tịnh tiến dao phối với cho phôi quay vòng dao tịnh tiến bước ren 3/ Xích chuyển động tạo hình hỗn hợp (đơn giản + phức tạp) Hình 1.12 – Sơ đồ kết cấu động học máy phay ren vít Xích chuyển động tạo hình hỗn hợp đường truyền chuyển động tạo hình phức tạp, chuyển động tạo hình máy phay ren vít, máy 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 Q1 phôi chuyển động tịnh tiến T3 tạo bước chuyển động tạo hình phức tạp 1.3.3 Xích chuyển động phân độ Đề cương giảng dùng chung 14 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy Giả sử sau lựa chọn phương án không gian thay đổi thứ tự ta có sơ đồ động hộp (H III,17) lưới kết cấu (H III, 18) Do phương án không gian x x nên việc thay đổi tốc độ nhờ cặp bánh trượt bậc Trên trục có cặp trượt a b trục III có hai cặp bánh di trượt c d Thay đổi vị trí ăn khớp cặp di trượt a, b, c, d ta có 16 tốc độ khác Để gạt khối bánh theo phương án thay đổi thứ tự I - II - III ta dùng cam Do phải vẽ đường khai triển rãnh cam Cách vẽ sau: Từ trục I qua trục Ii có tỉ số truyền i1, i2 i3 i4 (hai tỉ số i1 i2 khối a, hai tỉ số i3 i4 khối b) từ trục II qua trục II có tỉ số truyền i5 i6 (của khối c) từ trục III qua trục IV có hai tỉ số truyền i7 i8 (của khối d) H 10.15 H 10.16 Viết phương trình xích động, tính trị số vòng quay máy n1 = ndc i1 i5 i n2 = ndc i2 i5 i n3 = ndc i3 i5 i n4 = ndc i4 i5 i n5 = ndc i1 i6 i n15 = ndc i3 i6 i n16 = ndc i4 i6 i Đối chiếu hệ phương trình với sơ đồ động ta có: ứng với tỉ số truyền i1, khối bánh a gạt sang vị trí trái (T) tỉ số i2 - khối a bên phải (P) tỉ số i3 - khối b bên trái (T) tỉ số i4 ứng với khối lượng b bên phải (P), vv Viết lại hệ phương trình sau: n1 = ndc i1 (a - T) i5 (c - T) i7 (d - T) 240 Đề cương giảng dùng chung Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy Khối a Khối c Khối d gạt trái gạt trái gạt trái (Khối b phải vị trí giữa, không ăn khớp ) n3 = ndc i3 (b - T) i5 (c - T) i7 (d - T) (Khối a phải vị trí không ăn khớp) n7 = ndc i3 (b - T) i6 (c - P) i7 (d - T) n11 = ndc i3 (b - T) i5 (c - T) i8 (d - P) Cứ tiếp tục ta có vị trí khối a, b, c d lập thành bảng để vẽ đường khai triển rãnh cam Bảng 10.4 Dựa vào hình vẽ đường khai triển rãnh cam để vẽ hình dáng cam chọn kết cấu hệ thống điều khiển Nếu tất cam gạt bố trí trục quay tay quay quay đủ vòng gạt đến hết 16 tốc độ Nếu không muốn quay tay quay trọn vòng mà quay góc  tay quay Mặt khác đường khai triển cam a b giống lệch pha, nên ta dùng chung rãnh cam cho khối a b Khối c d có đường khai triển rãnh cam khác nên dùng cam đĩa có rãnh khác mặt đầu Đề cương giảng dùng chung 241 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy H 10.17 H 10.18 Qua hình III, 19 ta thấy gạt khối bánh a b muốn dùng chung cho rãnh cam cần đặt lệch pha Phần lồi lõm cam ứng với vị trí trái qua phải khối bánh răng, phần cung tròn ứng với vị trí không ăn khớp khối bánh Theo hình vẽ, khối a ăn khớp (Đường cong lồi) khối b phải vị trí không ăn khớp (cung tròn) xoay cam góc   3600  22030 ứng với gạt khối a chỗ lõm (khối a bên phải) khối b vào 16 (vì cung trôm tương ứng với tốc độ n2 Quay cam góc  gạt khối a vị trí gạt khối b vị trí trái tiếp tục ta tốc độ quay khác.) Hình III, 20 cho ta hình dáng cm điều khiển khối c d hai mặt Dùng cam đĩa có rãnh kín có ưu điểm kết cấu nhỏ gọn, cứng vững, tận dụng mặt cam H 10.19 Nếu dùng cam thùng phương án ta làm sau: Vì khối bánh A B thay đổi vị trí d lần khối bánh rưng c thay đổi vị trí lần Nếu dùng cam thùng cam cho khối a b cam cho khối c d (H III,21) Đề cương giảng dùng chung 242 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy tỉ số truyền cam cam là: Nghĩa cam quay vòng cam quay 4 vòng Do cam cần có phần lồi, phần lõm phần cung tròn đủ Cam có phần lồi phần lõm cho rãnh khối c phần lồi phận lõm cho khối d khối bánh c thay đổi vị trí lần khối d thay đổi lần Truyền động cam cam bánh cấu Mantit có rãnh Tính hệ thống thay đổi tốc độ dùng chu vi cam gạt thường gặp máy phay dụng cụ vạn 675, 676, 679 v v Giả sử có nhóm truyền có tỉ số truyền hình vẽ (H III, 22) Trong nhóm truyền có khối bánh trượt A B cùn mặt mộ trục khối vị trí ăn khớp khối phải vị trí ngược lại gạt điều khiển khối phải có vị trí Trái - Giữa - Phải Để gạt khối bánh từ trái qua phải, từ phải qua trái, cam phải có phần cung thuận cung nghịch (vì ta không trực tiếp gạt vào gạt hai khối A B mà thông qua cam để gạt phải có cung thuận để gạt cung nghịch để gạt hai lăn tiếp xúc với bề mặt cam) Cách vẽ đường cong lồi lõm xác định vị trí trái phải phần thiết kế cam đĩa Tiếp chia góc  (  góc quay cam, góc lớn số lượng tốc độ lớn) làm x = phần vẽ đường cao thấp trung bình cam tương ứng với vị trí phải, trái khối bánh trượt (H III, 23) Cách làm việc hệ thống sau: Kéo cam gạt lùi ra, quay cam tới tốc độ cần gạt đẩy vào mặt côn đoạn cao thấp chu vi cam làm cho chốt d dịch chuyển, gạt quay xung quanh tâm O góc cần thiết làm khối bánh rwang di trượt chuyển động Các thông số hình vẽ tính sau (hành trình gạt nhau) x= a.1 (mm) R Đường kính D cam tính theo công thức sau: D = Zn d n  mm Đề cương giảng dùng chung 243 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy H 10.20 Đề cương giảng dùng chung 244 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy H 10.21 Trong đó: Zn : Số cấp tốc độ d: đường kính chốt tựa mặt cam n: số gạt (số lượng khối bánh di trượt) Trong trường hợp nhiều tốc độ dẫn đến đường kính cam gạt lớn làm cho kết cấu hệ thống tay gạt cồng kết to so với hộp tốc độ, cách giải Dùng cam chồng tức lắp cam sát trục (H III, 24) chốt gạt tì lên cam Tận lượng chọn đoạn cao thấp phần cam điều khiển khối bánh giống dùng chung cho gạt (H III, 25) H 10.22 Đường khai triển cam có đoạn trùng đặt hình vẽ, chiều dài tổng cộng cung vẽ ngắn lại giảm đường kính cam Đề cương giảng dùng chung 245 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy H 10.23 Tính cấu thay đổi tốc độ đĩa nhiều lô 1', 2' đĩa có lỗ đặt song song Mặt đĩa có khoan thủng lỗ vòng tròn đồng tâm (H III, 26) Nguyên lý làm việc hệ thống sau: Kéo đĩa khỏi chốt 1, quay đĩa góc cần gạt Sau đẩy đĩa vào tùy theo mặt đĩa có lỗ không, đẩy chốt làm quay bánh Bánh lắp trục với bánh quay theo làm tịnh tiến Trên có gắn gạt gạt khối bánh di trượt Thí dụ tính toán cho hệ thống thay đổi tốc độ hộp tốc độ máy phay ngang vạn 6H82 Số lượng tốc độ Zn = 18 phương án không gian 3x3x2, phương án thay đổi thứ tự I II - III (H III, 27) H 10.24 Đề cương giảng dùng chung 246 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy H 10.25 Đặc điểm: Khối bánh bậc bậc trục IV tách riêng thành khối bậc B khối bậc C để tiện bố trí tay gạt Xác định hành trình gạt khối bánh Càng gạt A: có vị trí trái - - phải (3 bậc) hành trình gạt La = 68mm lần gạt 34mm Càng gạt B : có vị trí - trái phải Lb = 34 mm lần gạt 17mm Càng gạt C: có vị trí phải (làm việc) trái (không ăn khớp) L0 = 17mm Càng gạt D có vị trí làm việc (Trái phải) Lđ = 51mm Hai khối B C phải liên quan với khối B vị trí ăn khớp khối C vị trí không ngược lại Ta thấy trị số chúng ước số 17mm chọn 17 = a khoảng cách đĩa có lỗ hành trình chung trục - Càng gạt A lần gạt 34mm phải khuyết đại 34 Z  lần = Z3 17 Càng gạt D lần gạt 51mm cần khuyêch đại 51  lần 31 Số gạt Số đẩy kéo (chốt - 2) Số hàng lỗ đĩa x = hàng để kết cấu nhỏ gọn ta bố trí hàng lỗ Vi hành trình gạt khối B C không càn khuyech đại nên ta bố trí gạt trục Căn vào lưới kết cấu phương án không gian ta xác định bảng sau (bàng III,4) vị trí ăn khớp khối bánh ứng với vị trí làm việc cặp - chốt bảng có ghi đĩa hàng lỗ ứng với chốt Đề cương giảng dùng chung 247 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy Cách xác định ví dụ n1 = ndc i i1 Khối B không ăn khớp n2 = ndc i0 i4 i2 i6 i4 i6 Khối A trái Bảng 10.5 P: Khối bánh vị trí ăn khớp bên phải G: vị trí (ăn khớp cho bậc, không ăn khớp cho bậc) T: vị trí trái o: có lỗ đĩa +: Không có lỗ đĩa Dùng bảng để vẽ vị trí lỗ đĩa (H III, 28) Đề cương giảng dùng chung 248 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy Các thông số đường kính lỗ, đường kính vòng tròn qua tâm lỗ góc đường chuẩn làm chốt, đường kính đĩa vv kết cấu cụ thể máy mà xác định H 10.25 H 10.26 Đề cương giảng dùng chung 249 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy H 10.27 Hệ thống điều khiển kết hợp điện: máy tiện điều khiển theo chương trình Các hệ thống tay gạt, bánh trượt v.v thay ly hợp thường ly hợp điện tử Thay đổi tốc độ chuyển động chạy dao cách đóng mở ly hợp điện tử nam châm điện để đóng mở ly hợp thường thông qua tay gạt Việc đóng mở ly hợp điện tử nam châm điện thực theo chương trình cho trước phụ thuộc vào hình dáng chi tiết chế độ cắt nguyên công Một loại máy đơn giản nguyên lý máy tiện điều khiển theo chương trình xuyên lỗ Hệ thống áp dụng vào loại máy tiện ren vít vạn Việc đóng mở chuyển động chạy dao dọc ngang nam châm qua tay gạt, để đóng mở ly hợp Tốc độ quay trục máy không tự động thay đổi mà thay đổi chuyển động chạy dao dọc, ngang khống chế hành trình chuyển động Chương trình điều khiển thích hợp cho việc gai công trục bậc Đề cương giảng dùng chung 250 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy H 10.28 Giả sử muốn gia công trục bậc hình III, 29 ta có chuyển động dao sau: Đầu tiên dao tiến nhanh vào tiện đường kính 1 đủ chiều dài L1, lùi nhanh chạy dọc dao nhanh vị trí ban đầu Tiến dao nhanh vào tiện đường kính 2 đủ chiều dài L2, rút dao lùi nhanh vị trí ban đầu Tiến dao nhanh vào tiện đường kính 3 đủ chiều dài L3 rút dao lùi nhanh vị trí ban đầu, máy tự động dừng lại Chỉ cần thay chi tiết cho máy tiếp tục làm việc cũ Việc tiến dao vào, lùi dao ra, chạy dọc dao, khống chế kích thước 1 , 2 , 3 , L1, L2, L3 cấu chương trình định trước Sơ đồ nguyên lý điện để điều khiển khống chế kích thước xem hình III, 30; NC3 - Nam châm điện làm quay cấu dọc chương trình NC2 - Nam châm điện đóng chạy dao dọc NC1 - Nam châm điện đóng chạy dao ngang ICT, R1 R7 - Các rơ le trung gian KN - Công tắc tơ đóng chuyển động chạy nhanh vòng kích thước Vòng kích thước để khống chế hành trình chạy dao ngang, sau vòng quay kích thước ứng với bàn dao ngang di chuyển 10mm Trên vòng có vành tiết diện đồng Hàng có tiếp điểm, hàng có 10 tiếp điểm hàng có 100 tiếp điểm Như bầu dao ngang di chuyển mm 0,1mm 0,01mm cho tín hiệu Vòng kích thước để khống chế hành trình chạy dao dọc vòng quay ứng với di chuyển bàn dao dọc 10mm Trên vòng có hàng tiếp điểm chứa 10 tiếp điểm wungs với di chuyển 0,1mm cho tín hiệu Nguyên lý làm việc hệ thống băng xuyên lỗ di chuyển đến chổi điện, có lỗ làm khép kín mạch điện vào rơle trung gian làm nam châm điện có điện đóng chuyển động chạy dao tương ứng Đề cương giảng dùng chung 251 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy H 10.29 Theo hình vẽ ta thấy hàng lỗ tới vị trí chổi điện (các cột I, VII, X có lỗ) rơ-le R2 có điện làm tiếp điểm thường mở R2 đóng Nam châm NC2 có điện đóng ly hợ chạy dao ngang đồng thời rơ-le R5 có điện tiếp điểm R5 đóng, công tắc tơ KN có điện làm quay động fchayj dao nhanh Cột có lỗ rơ-le RCT chưa có điện, vòng kích thước quay đủ vòng ứng với dao ngang di chuyển 10mm, tiếp điểm đồng vòng kích thước khép kín mạch điện làm RCT có điện, tiếp điểm RCT đóng, nam châm NC3 có điện làm băng xuyên lỗ nhẩy bước Hàng lỗ chạy đến vị trí chổi điện (các cột IV VI có lỗ) rơ-le R1 có điện, tiếp điểm R1 đóng, nam châm diện NC1 có điện làm đóng ly hợp chạy dao dọc thực chạy dao công tác Khi vòng kích thước quay vòng, tiếp điểm đồng vòng khép kín mạnh điện làm RCT có điện, nam châm NC có điện băng xuyên lỗ lại nhẩy bước nữa, hàng lỗ thứ ba tới vị trí chổi điện (các cột IV VI có lỗ) bàn máy tiếp tục di chuyển dọc 10mm nữa, băng xuyên lỗ lại nhẩy bước tiếp tục cho tín hiệu để điều khiển máy cuối hành trình gia công cột XII có lỗ làm rơ-le R7 có điện cho mệnh lệnh tự động dừng máy Đề cương giảng dùng chung 252 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy Hộp tốc độ thay đổi tốc độ dầu ép: (H III, 31) Thông thường máy có hệ thống dầu ép để thay đổi tốc độ gạt bánh di trượt bậc hệ thống điều khiển dầu ép đơn giản, dùng bánh bạc bậc H 10.30 Nguyên lý làm việc sau: Khi gạt tay gạt ly hợp ma sát nhiều đĩa mở làm dừng chuyển động đồng thời ly hợp ma sát nhiều đĩa khác quay đĩa (trên đĩa ghi tất tốc độ máy) Đĩa quay truyền chuyển động qua cặp bánh côn làm quay van điều khiển Van quay phân phối dầu vào hệ thống xy lanh pitông làm chuyển động gạt Càng gạt di chuyển gạt khối bánh rưng hai bậc 5, tốc độ quay cần thiết cần gạt lại tay gạt, chuyển động truyền tới đĩa bị ngắt tiếp tục đóng chuyển động để máy tiếp tục làm việc Cơ cấu chọn trước tốc độ Trong máy cần thay đổi tốc độ máy rơ vôn ve thời gian tốn vào việc thay đổi tốc độ nhiều Để rút ngắn thời gian người ta dùng cấu chọn trước tốc độ Nguyên lý làm việc sau: máy gia công nguyên công trước người công nhân chọn số vòng quay cho nguyên công sau Khi nguyên công trước vừa kết thúc cần kéo tay gạt có số vòng quay mong muốn nguyên công sau Để chọn trước tốc độ dùng cấu dầu ép khí hình III, 32 rõ nguyên lý làm việc cấu chọn trước tốc độ khí Đề cương giảng dùng chung 253 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy Vô lăng có ghi tốc độ quay trục chính, tay gạt dùng để đóng tốc độ Các tốc độ thay đổi nhờ tay đòn mà đầu nằm hai cam điều kiện Cam có dạng định hình mặt đầu, chỗ lồi cam đối diện với chỗ lõm cam Các cam lắp then trượt, với trục thường cách xa nhờ lò xo Mỗi vị trí đĩa tốc độ quay trục Tùy theo dạng lồi lõm cam mà tay đòn bị đẩy sang phải sang trái làm chuyển dịch khối bánh rưng di trượt ứng với tốc độ máy Khi quay tay gạt sang trái nhờ có hệ thống bánh rưng - hai đĩa ép lại với tạo tốc độ mong muốn cho nguyên công sau Đề cương giảng dùng chung 254 ... động máy Đề cương giảng dùng chung 20 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy Đề cương giảng dùng chung 21 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy 1.5 CÁC CƠ CẤU TRUYỀN DẪN TRONG MÁY CÔNG CỤ... tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) máy công cụ bao gồm loại sau đây: - Máy cắt kim loại - Máy gia công áp lực - Máy gia công gỗ - Máy hàn - Máy đúc Máy công cụ ngành chế tạo máy có nhiều chủng loại kích... với vành B đảo chiều quy bánh tổ hợp Cơ cấu dùng nhiều máy gia công bánh Đề cương giảng dùng chung 31 Khoa Cơ khí - Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy CHƯƠNG 2: MÁY TIỆN 2.1 CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI MÁY