Bài giảng máy Công cụ Tnut

Chương I CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ 1.1 Giới thiệu máy công cụ Máy công cụ dùng sản xuất chế tạo máy chế tạo thiết bị kỹ thuật Là cơng cụ ngành chế tạo máy để chế tạo chi tiết, cấu theo hình dáng, kích thước, độ xác theo u cầu máy móc, thiết bị, dụng cụ, sản phẩm dùng ngành kỹ thuật, sản xuất, quốc phòng phục vụ dân sinh Có nhiều kiểu phân loại máy công cụ theo mục tiêu khác chức năng, công dụng, mức độ vạn năng, độ xác, kích thước, trọng lượng, mức độ tự dộng hóa v.v Máy tiện, máy khoan, máy doa, máy mài, máy phay… tên gọi theo chức công dụng máy công cụ Các máy vạn (còn gọi máy cơng cụ thơng dụng) có phạm vi cơng nghệ rộng, có khả thực nhiều nguyên công khác Sản phẩm máy vạn đa dạng, phạm vi điều chỉnh kích thước gia cơng máy rộng (như máy tiện ren vạn năng, máy phay vạn vv ) Các máy dùng rộng khắp sản xuất chế tạo máy ngành kỹ thuật khác Máy vạn trang bị thêm thiết bị đặc biệt có khả cơng nghệ rộng máy loại gọi máy vạn rộng Máy chuyên dùng tên gọi nhóm máy dùng để gia cơng chi tiết kiểu, loại có hình dáng phức tạp cấu tạo đặc biệt với kích thước khác bánh răng, trục khuỷu, ren, dụng cụ cắt…vì máy chun dùng gọi theo cơng nghệ đặc trưng để gia công kiểu loại chi tiết máy gia cơng bánh răng, gia công ren… Trong sản xuất loạt, gia công loại chi tiết hình dáng, kích thước Để nâng cao suất, chất lượng sản phẩm máy công cụ bố trí theo dây chuyền quy trình cơng nghệ Máy cơng cụ dây chuyền thực bước cơng nghệ để đơn giản cho thiết kế cấu trúc, giảm chi phí sản xuất sử dụng máy chun mơn hóa Như máy chun mơn hóa máy chun dùng có tính chun mơn hóa cao Trong hệ thống sản xuất đại, linh hoạt (Flexible Manufacturing System), sử dụng máy công cụ đại, có nhiều chức cơng nghệ khác nhau, điều khiển đại, tự động hóa cao linh hoạt trung tâm gia công (Machining Center) Độ xác máy cơng cụ có liên quan tới nhiều vấn đề kỹ thuật thiết kế, chế tạo, lắp ráp, chức công dụng đặc trưng công nghệ máy Mặt khác máy có độ xác cao giá thành cao việc thiết kế, chế tạo hay sử dụng máy đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật phân loại máy theo cấp xác Theo TCVN 1742 – 75, máy cơng cụ phân loại theo 05 cấp độ xác: - Máy cấp xác E máy có độ xác thơng thường, chủ yếu máy vạn thơng dụng - Máy cấp xác D máy thiết kế, chế tạo dựa sở máy có độ xác thơng thường chi tiết, cụm máy quan trọng chế tạo xác hơn, chất lượng lắp ráp, tổ hợp máy nâng cao - Máy cấp xác C máy có độ xác cao, bao gồm máy gia công lần cuối Việc thiết kế, chế tạo lắp ráp tổ hợp máy yêu cầu đạt độ xác cao - Máy cấp xác B máy có độ xác đặc biệt, nhóm máy ngồi yêu cầu kỹ thuật máy có độ xác cao, chúng phải có độ cững vững động lực học cao - Máy cấp xác A máy có độ xác siêu cao, nhóm máy đòi hỏi điều kiện làm việc theo qui định riêng chế độ gia cơng xác Máy dùng để chế tạo chi tiết quan trọng, có yêu cầu kỹ thuật cao thiết bị đo lường, điều khiển… Kích thước, trọng lượng máy công cụ liên quan trực tiếp đến phạm vi kích thước chi tiết gia cơng máy, việc phân loại theo trọng lượng có ý nghĩa thực tế cho việc chọn máy gia cơng hợp lí Máy cỡ bé có trọng lượng máy nhỏ thường dùng gia công chi tiết bé Máy cỡ trung bình có trọng lượng đến 10 loại máy dùng rộng rãi nhà máy để gia cơng chi tiết trung bình, khối lượng khơng lớn Máy cỡ lớn có trọng lượng máy đến 100 dùng để gia công chi tiết có kích thước, khối lượng lớn Máy cực lớn có trọng lượng lớn 100 thiết kế theo đặt hàng gia công chi tiết siêu trường, siêu trọng Theo kiểu, loại mức độ đại hệ thống điều khiển máy cơng cụ Có máy cơng cụ thông thường , máy bán tự động, máy tự động , máy điều khiển theo chương trình số… Dựa vào chức công nghệ, công dụng, mức độ đại hệ thống điều khiển đặc tính kỹ thuật máy công cụ để ký hiệu máy Ở quốc gia, hãng chế tạo máy có tiêu chuẩn kiểu ký hiệu máy khác nhau, chất giống Thông thường ký hiệu máy theo cách thức sau: Tên máy theo nhóm chức công nghệ_ thông số kỹ thuật đặc trưng _hệ thống điều khiển chức đặc biệt Ví dụ hệ thống ký hiệu Liên Xơ (cũ): Bảng 1.1 Ký hiệu máy cắt kim loại theo Liên Xơ - Chữ số kí hiệu tên máy theo nhóm chức cơng nghệ: 1máy tiện; – máy khoan, doa; – máy mài; 4- máy tổ hợp; – máy gia công răng, gia công ren; 6- máy phay; – máy bào, máy xọc, máy chuốt; – máy cưa; máy cắt phôi; 9- máy khác - Chữ số kí hiệu kiểu máy theo đặc trưng nhóm - Nhóm số cuối để kích thước đặc trưng máy - Chữ đứng xen nhóm chữ số để kí hiệu serial máy cải tiến sở loạt máy sản xuất - Các chữ sau kí hiệu trang thiết bị kèm theo, hệ thống chức đặc biệt, hệ thống điều khiển Tiêu chuẩn Việt Nam kí hiệu máy dựa vào sở trên, thay chữ số tên máy viết tắt 1.2 Các tiêu chất lượng máy công cụ An tồn: Máy cơng cụ thiết kế đưa vào sản xuất phải đảm an toàn cho người sử dụng, môi trường trang thiết bị kỹ thuật khác hệ thống sản xuất Vì tất chi tiết phận chuyển động phải che kín cảnh báo để đề phòng tai nạn, hệ thống điện phải có tiếp đất theo tiêu chuẩn an tồn, phải có chắn phoi dung dịch bôi trơn làm nguội Các tay gạt điều khiển phải bố trí quy định an tồn thuận tiện cho người sử dụng máy Có cấu khóa lẫn chuyển động, cấu phòng q tải, cấu dừng máy khẩn cấp, đèn tín hiệu cảnh báo… Năng suất: Chỉ tiêu suất đặc trưng thể tích kim loại tách khỏi chi tiết gia cơng, diện tích bề mặt gia công, số lượng chi tiết gia công đơn vị thời gian Các máy chuyên dùng chun mơn hóa, máy tự động bán tự động, sử dụng cơng thức tính suất: Q= 1 (chiếc/phút) = T t ct + t ck Ở đây: T , t ct , t ck thời gian chu kì gia cơng chi tiết, thời gian công tác thời gian chạy không máy Các máy vạn năng, máy gia công thơ, máy có thời gian chạy khơng thời gian phụ lớn… Sử dụng cơng thức tính suất cơng nghệ sau: Qc = v.s.t (m3/ph) Trong đó: v(m/ph) - vận tốc cắt chính; s(m) - lượng chạy dao; t(m) - chiều sâu lớp cắt hành trình Chính xác: Đánh giá độ xác máy cơng cụ thơng qua độ xác hình dáng chi tiết gia cơng chất lượng bề mặt gia công máy Độ xác máy hình thành độ xác hình dáng chi tiết máy, độ xác vị trí tương quan đường hướng phận di chuyển, đặc biệt độ song song độ vng góc đường hướng chuyển động bàn máy, bàn dao yếu tố định độ xác hình học máy Độ xác truyền dẫn chuyển động (động học) máy chịu ảnh hưởng lớn sai số tỉ số truyền cấu truyền động độ xác chế tạo, lắp ráp tổ hợp phận máy chất lượng động điện Mặt khác độ xác máy phụ thuộc nhiều vào độ cứng vững, rung động tác dụng ngoại lực, ảnh hưởng đến độ xác hình học động học q trình gia cơng Tin cậy: Máy cơng cụ phải trì suất, độ gia công, không hỏng khoảng thời gian làm việc máy theo dự tính Độ tin cậy xác định tỉ số thời gian làm việc thực tế máy với thời gian dự định tính toán thiết kế máy, giá trị hệ số giới hạn khoảng 0,8-0,98 Nâng cao độ tin cậy máy nâng cao tin cậy chi tiết, phận máy Tính cơng nghệ: Kết cấu vật liệu cấu, cụm chi tiết máy máy cơng cụ phải có tính cơng nghệ cao, sử dụng nhiều chi tiết tiêu chuẩn hóa, chi tiết máy chế tạo từ vật liệu chế tạo máy thông dụng, tháo lắp, điều chỉnh hiệu chỉnh dễ, qui trình chế tạo thay tháo lắp chi tiết thay không phức tạp Sử dụng vật liệu hiệu quả: Máy công cụ tối ưu hóa kết cấu, kích thước, trọng lượng có hiệu cao việc sử dụng vật liệu đánh giá việc sử dụng vật liệu hiệu qua số đơn vị khối lượng máy đơn vị công suất (Kg/KW) Hiệu suất truyền lực: Máy công cụ sử dụng cấu truyền dẫn chuyển động thực chuyển động có hiệu suất cao Các bề mặt ma sát trượt thay ma sát lăn Bôi trơn tốt để giảm tổn thất công suất máy Tăng hiệu sử dụng máy cách giảm thời gian chạy không Sử dụng bảo dưỡng: Các cấu điều khiển, điều chỉnh máy công cụ phải dễ sử dụng, qui trình vận hành, điều khiển máy khơng phức tạp máy khơng đòi hỏi phải có chế độ chăm sóc, bảo dưỡng đặc biệt chi tiết cần phải thay bảo dưỡng, sửa chữa tiêu chuẩn hóa dễ chế tạo Hiện đại: Kiểu điều khiển máy cơng cụ hệ thống điều khiển phản ánh mức độ đại máy công cụ, máy điều khiển cấu khí, thủy lực, điện tử, chương trình CNC… Thẩm mĩ cơng nghiệp: Máy cơng cụ thiết kế đẹp, có hình dáng máy hài hòa, màu sơn phù hợp với máy, tạo cảm giác thân thiện không gây mệt mỏi, căng thẳng cho người vận hành máy 1.3 Phương pháp tạo hình bề mặt gia công máy công cụ Công nghệ gia công cắt gọt vật liệu máy công cụ có chức tạo hình bề mặt chi tiết gia cơng theo u cầu kỹ thuật Cơ chế hình thành bề mặt gia công phức tạp, phụ thuộc vào công nghệ gia công, dụng cụ gia cơng mà phụ thuộc vào q trình chuyển động, phối hợp chuyển động điều khiển trình công nghệ gia công Và với chủ định hướng vào định nghĩa việc hình thành bề mặt gia cơng máy cơng cụ, bề mặt hình thành đường di chuyển (đường tạo hình động- đường sinh) tựa đường cố định (đường tạo hình tĩnh- đường chuẩn) theo qui luật động học Như tạo hình bề mặt gia cơng máy cơng cụ thực chất tạo hình đường sinh đường chuẩn (thường gọi chung đường tạo hình bề mặt) Trong thực tế có phương pháp hình thành đường tạo hình bề mặt gia cơng máy cơng cụ sau: Phương pháp quĩ tích: Đường tạo hình bề mặt hình thành quĩ đạo chuyển động tương đối điểm lưỡi cắt dụng cụ bề mặt gia công Như đường tạo hình bề mặt vết ( quỹ tích ) chuyển động chất điểm Hình 1.1: Sơ đồ tiện bề mặt trụ Tiện bề mặt trụ máy tiện( hình 1.1 ), đường sinh vết mũi dao tiện để lại bề mặt trụ chuyển động quay tròn phơi tạo nên, đường chuẩn vết mũi dao tiện để lại bề mặt trụ chuyển động tịnh tiến bàn dao dọc theo song song với tâm máy tạo nên Như phương pháp hình thành đường tạo hình bề mặt phương pháp quĩ tích, có chuyển động tạo hình đường sinh chuyển động tạo hình đường chuẩn Phương pháp quĩ tích thuận tiện cho việc hình thành đường tạo hình bề mặt đường tròn đường thẳng, nhiên đường tạo hình bề mặt đường cong phức tạp chuyển động tạo hình hợp thành phần chuyển động, cấu trúc điều khiển máy phức tạp, mặt khác suất chất lượng bề mặt gia cơng khơng cao Phương pháp chép hình: Đường tạo hình bề mặt chép hình từ biên dạng lưỡi cắt dụng cụ theo phương pháp không cần chuyển động tạo hình mà cần chuyển động cắt vào chuyển động định vị nhằm xác định vị trí dụng cụ bề mặt gia công Tiện bề mặt trụ ngồi ( hình 1.2-a ) đường sinh(1) chép hình biên dạng lưỡi cắt dao tiện, đường chuẩn(2) hình thành theo phương pháp quĩ tích với chuyển động tạo hinh chuyển động quay chi tiết gia công Phay bánh trụ dao phay đĩa module ( hình 1.2-b ), biên dạng rãnh răng(đường sinh) chép hình từ biên dạng lưỡi cắt dao phay Còn đường răng(đường chuẩn) hình thành nhờ chuyển động tịnh tiến phôi kết hợp chuyển động quay dao phay Sau phay xong rãnh răng, quay phân độ phôi bánh tiếp tục gia công rãnh khác a, b, Hình 1.2: Sơ đồ chép hình biên dạng lưỡi cắt Việc hình thành đường tạo hình phương pháp chép hình cho suất cao, cấu trúc máy đơn giản, biên dạng lưỡi cắt dụng cụ thiết kế theo đường tạo hình phù hợp với sản xuất chun mơn hóa, sản xuất loạt Trong sản xuất đơn cần lưu ý đến giá thành thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt Gia công bề mặt theo phương pháp có lực cắt lớn thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt phức tạp Phương pháp bao hình: Theo phương pháp đường tạo hình bề mặt hình thành đường bao vị trí liên tiếp hình bao(biên dạng lưỡi cắt dụng cụ) Qui luật chuyển động bao hình xác định theo lí thuyết ăn khớp cặp biên dạng đối tiếp Biên dạng lưỡi cắt thiết kế phù hợp với biên dạng đường tạo hình để nhắc lại ăn khớp q trình gia cơng bề mặt Hình 1.3 mơ tả sơ đồ gia cơng theo phương pháp bao hình, theo ngun lí nhắc lại ăn khớp với bánh Ở đây, biên dạng (đường tạo hình bề mặt răng) đường bao hình bao(các vị trí liên tiếp biên dạng lưỡi cắt) dụng cụ cắt có dạng Chuyển động bao hình biên dạng bao gồm chuyển động tịnh tiến (tạo vận tốc bao hình) chuyển động quay tương ứng (ăn khớp) bánh gia cơng Chuyển động tạo hình đường chuyển động tịnh tiến tương đối dọc theo đường Hình 1.3: Sơ đồ bao hình biên dạng Đường tạo hình bề mặt hình thành theo phương pháp bao hình có độ xác hình học cao, biên dạng lưỡi cắt(hình bao) bao hình biên dạng khác phối hợp thành phần chuyển động tạo hình Phương pháp ứng dụng hiệu máy chuyên dùng gia công Phương pháp tiếp xúc: Đường tạo hình bề mặt hình thành theo q trình gia cơng đường chuẩn tiếp xúc với vô số đường phụ quĩ đạo chuyển động chất điểm lưỡi cắt dụng cụ Hình 1.4: Phương pháp tiếp xúc Hình 1.4 mơ tả phương pháp tiếp xúc để hình thành đường tạo hình bề mặt (1) Theo phương pháp chất lượng tạo hình phụ thuộc nhiều vào suất tạo hình máy, tăng suất độ xác đường tạo hình bề mặt giảm 1.4 Các chuyển động máy công cụ Chuyển động cắt: chuyển động khâu chấp hành trục chính, bàn máy, bàn dao tham gia vào trình tạo phoi máy cơng cụ Chuyển động khâu chấp hành tạo vận tốc cắt gọi chuyển động cắt Chuyển động khâu chấp hành trì trình cắt gọi chuyển động chạy dao Cơ cấu chấp hành thực chuyển động cắt chuyển động quay có tên gọi trục trục dụng cụ Cơ cấu chấp hành thực chuyển động cắt chuyển động tịnh tiến có tên gọi bàn trượt bàn máy Cơ cấu chấp hành thực chuyển động chạy dao chuyển động quay có tên gọi bàn quay trục phôi Cơ cấu chấp hành thực chuyển động chạy dao chuyển động tịnh tiến có tên gọi bàn dao bàn máy(mang phơi) Chuyển động tạo hình: Các chuyển động khâu chấp hành tham gia vào việc hình thành bề mặt gia cơng máy cơng cụ gọi chuyển động tạo hình Theo tính chất đường tạo hình bề mặt có chuyển động tạo hình đường sinh, chuyển động tạo hình đường chuẩn Chuyển động tạo hình có thành phần chuyển động gọi chuyển động tạo hình đơn giản Các chuyển động tạo hình có từ hai chuyển động thành phần trở lên quan hệ động học với gọi chuyển động tạo hình phức tạp Các thành phần chuyển động tạo hình trùng với chuyển cắt chuyển động khác máy Khi tiện ren máy tiện (hình 1.5a), biên dạng ren chép hình biên dạng lưỡi dao tiện, đường ren hình thành hai chuyển động đồng thời gồm chuyển động quay (Q1) chuyển động tịnh tiến (T2), có mối quan hệ động học với Nhóm động học tạo hình đường ren φ c (Q1 ,T2 ) kể có hai thành phần chuyển động trùng với chuyển động cắt chuyển động chạy dao Tạo hình đường ren máy phay ren(hình 1.5b) Đường ren hình thành theo phương pháp tiếp xúc Chuyển động quay (Q1) có chức chạy dao dịch chuyển góc chuyển động chạy dao tịnh tiến (T2) chuyển động tạo hình đường ren Chuyển động quay (Q3) chuyển động cắt hình thành đường phụ tiếp xúc với đường ren Q1 Q1 T2 a, T2 Q3 b, Hình 1.5: Tạo hình đường ren Chuyển động phân độ: chuyển động cần thiết để xác định vị trí tương quan dụng cụ với phơi theo dịch chuyển góc, cần gia cơng nhiều bề mặt giống Ví dụ gia cơng bánh cần phải có chuyển động phân độ Chuyển động phân độ chuyển động gián đoạn Ví dụ gia công bánh dao phay định hình, sau phay xong rãnh cần phân độ để tiếp tục gia công rãnh khác Chuyển động phân độ chuyển động liên tục Ví dụ gia cơng bánh dao phay lăn trình phân độ thực liên tục với trình tạo hình biên dạng răng, chuyển động phân độ trùng với chuyển động tạo hình biên dạng Chuyển động định vị: chuyển động dịch dao để xác định vị trí tương quan với chi tiết gia cơng để đạt kích thước gia công gọi chuyển động định vị Chuyển động định vị có xẩy q trình cắt gọi chuyển động ăn dao chuyển động cắt vào Chuyển động định vị chạy khơng gọi chuyển động điều chỉnh Trong sơ đồ xọc bao hình (hình 1.6), chuyển động (T2) xác định khoảng cách trục dao với phôi chuyển động định vị Nó gọi chuyển động cắt vào chuyển động ăn dao hướng kính Q2 Zd Zf T1 Q1 T2 Hình 1.6: Sơ đồ xọc Chuyển động phụ khác: chuyển động không tham gia trực tiếp vào trình cắt đảm bảo điều kiện cần thiết để trình gia công chi tiết máy thực hiện, chuyển động gá đặt kẹp chặt phôi, tiến lùi bàn dao, bàn máy(chuyển động nhanh chạy không), đóng mở cấu dẫn động, chuyển động vận chuyển cấp phôi, tháo thay đổi vị trí dụng cụ cắt, tự động kiểm tra, đổi chiều, thu don phoi… 1.1 Truyền dẫn chuyển động máy công cụ Với máy công cụ, chuyển động cắt chính, chuyển động chạy dao, chuyển động tạo hình, chuyển động định vị vv… chuyển động thẳng chuyển động quay Đối với truyền dẫn chuyển động quay truyền cuối truyền dẫn truyền đai, truyền bánh răng, hay truyền bánh vít… tùy thuộc vào tính chất chuyển động Đối với truyền dẫn chuyển động thẳng truyền cuối truyền dẫn thường cấu biến đổi chuyển động quay thành chuyển động thẳng cấu bánh-thanh răng, vít me vv hay xy lanh lực 1.2 Liên kết động học máy công cụ Các mối liên hệ động học chuyển động nguồn chuyển động với khâu chấp hành, khâu chấp hành với nhau, liên kết nhóm có chức động học khác nhau, thành phần truyền dẫn chuyn ng ca mỏy 10 Phôi bánh côn npđ Gi¸ dao (b¸nh dĐt sinh) nf nd Dao phay ngd Hình 4.16 sơ đồ gia cơng bánh dạng cung tròn Các thành phần chuyển động chu kỳ theo chức : nd - Chuyển động quay dao phay chuyển động cắt chính, thành phần chuyển động tạo hình đường bánh Hình thành nhóm động học tạo hình đường sinh φs(nd) ngd- Chuyển động quay giá dao (bánh côn dẹt sinh), chuyển động chạy dao vòng, tạo tốc độ bao hình quay bao hình nf - Chuyển động quay phôi bánh côn, tương ứng với chuyển động quay giá dao theo mối tương quan tỉ số truyền: n gd nf = Zf (4.15) Zd Hình thành nhóm động học bao hình biên dạng φc(nd,nf), nhóm tạo hình đường chuẩn Chuyển động bao hình phân độ chu kỳ răng: tct tck Φ (n ,n ) c gd f Φ (n ) p® p® T Hình 4.17 Chu kỳ gia công Răng bánh côn dẹt sinh (được tạo hình theo biên dạng sinh) có chu kỳ gia cơng phay Kể từ bắt đầu bao hình đến hết cắt (thời gian công tác: tct) trình nhắc lại ăn khớp bánh dẹt sinhbánh để bao hình Tiếp theo bàn máy mang phôi lùi chuyển động 192 quay (ngd) giá dao đảo chiều vị trí bắt đầu, bàn máy tiến vào chuẩn bị phay khác (thời gian chạy không- tck) Trong khoảng thời gian công tác thời gian chạy không (chu kỳ- T) phôi quay theo chiều, chu kỳ phôi quay góc chứa Zi để phân độ phay Như trình phân độ kéo dài chu kỳ Tóm lại thời gian cơng tác q trình bao hình q trình phân độ xảy song song, thời gian chạy không q trình phân độ nối tiếp vào q trình bao hình Chuyển động quay phơi tham gia hai nhóm động học bao hình phân độ theo cấu trúc hỗn hợp Sơ đồ (Hình 4.17) mơ tả quan hệ chuyển động bao hình chuyển động phân độ theo chu kỳ gia công Nhóm động học bao hình biên dạng nhóm động học phân độ có khâu chấp hành chung bàn máy mang phôi bánh côn Sử dụng cấu đảo chiều chuyển động có chu kỳ xác bánh tổ hợp, để nối hỗn hợp hai nhóm động học Nối động nhóm động học cần thiết cho phay bánh côn theo phương pháp bao hình để thành lập sơ đồ cấu trúc động học máy (hình 4.18) với xích điều chỉnh sau: 14 nf n nd i v M i m1 S ngd 18 13 17 i i y x 12 z (z' ) 16 k 10 ph 1 15 z (z' ) z 11 z (z' ) 3 nZo Hình 4.18 sơ đồ cấu trúc động học máy phay bánh răng cong 193 * Xích truyền dẫn chuyển động chính: Chuyển động quay dao phay dẫn động từ động M - – – iv – – – – dao phay bánh Lượng di động tính tốn : nđc (vòng/phút) động M →nd (vòng/phút) dao phay Phương trình điều chỉnh động học: nđc ×i1−2 ×iv ×i3−4 = nd Công thức điều chỉnh động học : iv = cv ×nd (4.15) Xích chạy dao cơng tác: Thời gian gia cơng (tct- thời gian bao hình) cam quay góc α để thực chuyển động chạy dao Kết thúc trình bao hình, cam K điều khiển đóng li hợp (m) nối đường truyền chạy dao chạy khơng (trục cam quay nhanh với góc (β=360−α) Truyền dẫn chuyển động chạy dao công tác từ động M – – – is – – 10 – trục cam K Lượng di động tính tốn: n dc t ct (vòng) Trục động M → α (vòng) trục cam K 60 360 Phương trình điều chỉnh động học: nđc.tct α ×i1−6 ×is ×i9−10 = 60 360 Công thức điều chỉnh: is = Cs (4.16) * Xích phân độ: Chuyển động quay phân độ xảy liên tục, tính từ thời điểm bắt đầu chu kỳ đến kết thúc chu kỳ, phơi quay góc chứa Zi để phân độ Trong thời gian cam quay vòng, đồng thời bánh chủ động cấu bánh tổ hợp ăn khớp hết lượt vành tổ hợp Xích động học phân độ xác định từ cam K – 10 – 11 – 12 – 13 – 14 – Phôi bánh Lượng di động tính tốn (vòng) Cam K → Zi (vòng) Phơi bánh Zf Phương trình điều chỉnh động học: 1× i10−12 × i y × i13−14 = Zi Zf Công thức điều chỉnh: 194 iy = Cy Zi Zf (4.17) Zi - Số phân độ *Xích bao hình : Chuyển động bao hình biên dạng tồn bán chủ động Z0 ăn khớp cung lớn bánh tổ hợp có xích tính tốn điều chỉnh từ giá dao 18 – 17 – 1/ix – 16 – 15 - Z1 - 11 – 12 – iy – 13 – 14 – phôi Z0 bánh côn Lượng di động tính tốn; 1 (vòng) Giá dao → (vòng) phơi bánh Zd Zf Phương trình điều chỉnh động học: z 1 × i18−17 × × i16−15 × × i11−12 × i y × i13−14 = Zd ix Z0 Zf Chú ý rằng: i y = C y zi zf Công thức điều chỉnh: ix = Cx 3.6.4.2 Zi Zd (4.17) Điều chỉnh động học máy 525 Máy 525 Liên Xô chế tạo, máy phay bánh côn cong, dạng cung tròn theo phương pháp bao hình, bán tự động Máy có khả gia cơng bánh có mmax=12 ; Dmax= 500 Máy sử dụng dao phay chuyên dùng có profine dao dạng sinh Phay bánh côn sở nhắc lại q trình ăn khớp bánh dẹt đỉnh với bánh Sơ đồ dộng (Hình 4.19) mơ tả truyền dẫn chuyển động máy 525 Dựa vào sơ đồ động máy hướng dẫn điều chỉnh động học theo trình bày Điều chỉnh xích truyền dẫn chuyển động chính: chuyển động quay dao dẫn động từ động (N=4,5 kw; n=2900 vòng/phút) theo phương trình điều chỉnh động học: 2900 × 16 34 a4 c4 35 17 × × × × × = nd 64 34 b4 d 28 85 Chọn bánh thay chạc điều chỉnh tốc độ theo: iv = n a4 c4 × = d b4 d 180 (4.19) 195 Hình 4.19 Sơ đồ động máy 525 196 ix Z32 b3 a3 Z16 Z23 Z52 Z44 iv Cắt phải Bánh tổ hợp d3 c4 Z14 c3 b4 Z120 IX d4 a4 Cắt trái Z75 Z60 Z60 Z50 Z20 XI III Z36 N=4,5 KW n=2900 v/p XII II Z20 Z42 Z27 Z96 Z66 k=2 Z76 Z64 34 Z16 VII Z44 XIV Z108 Z56 Z52 Z34 Z64 VIII Z22 Z27 Z42 d1 VI XXV Z88 Z64 b1 Z60 Z35 Z28 iS Z34 IV Z80 Z26 Z80 Z30 c1 I XXIV Z28 a1 Z76 Z30 XIV XV Z52 Z135 k=2 iM Z120 Z26 XVI Z38 Z26 Z85 k=2 Z54 Z112 (Z98) Z26 XVII k=1 Z29 XX Z224 (Z196) Z252 Bánh tổ hợp Z56 (Z28) d2 Z29 c2 XVIII Z26 Z26 a2 b2 iy Điều chỉnh xích chạy dao cơng tác : Điều chỉnh xích chạy dao cơng tác theo thời gian bao hình(tct), thời gian trục Cam K thực góc quay: α = 160 o = (vòng) để điều khiển q trình bao hình Phương trình điều chỉnh động học: 2900.tct 16 a1 c1 34 42 44 96 × × × × × × × × = 60 64 b1 d1 60 56 96 64 66 Chọn bánh thay chạc điều chỉnh tốc độ theo: is = a1 c1 4,7 × = b1 d1 t ct (4.20) *Thời gian chạy khơng: Góc quay lại cam (2000) tương ứng với thời gian chạy không (tck), dùng để điều khiển thực quay ngược chiều giá dao, tiến, lùi bàn máy Kết thúc trình bao hình cam điều khiển li hợp đóng đường truyền chạy khơng Vì thời gian chạy khơng chu kỳ không đổi tck = (giây) sử dụng tỉ số truyền Z 76 Z 64 tck = (giây) sử dụng tỉ số truyền Z 52 Zz 88 Điều chỉnh xích phân độ: Trong gia cơng bánh cơn, truyền có tỉ số ), biên dạng thân khai bánh có góc lớn có độ truyền bé ( cong bé Vì gia cơng bánh góc lớn phương pháp cắt vào(chép hình dao) Còn bánh góc bé gia cơng theo phương pháp bao hình có cải biến biên dạng răng, truyền gọi truyền bán bao hình Như điều chỉnh xích phân độ theo theo phương pháp cắt vào ứng dụng cho gia cơng bánh có góc lớn truyền bán bao hình gia cơng thơ Điều chỉnh xích phân độ theo phương pháp bao hình gia cơng tinh bánh Xích điều chỉnh động học điều chỉnh phân độ xác định từ bánh chủ động (Z=14) cấu đảo chiều bánh tổ hợp đến phôi bánh côn Xác định số vòng quay bánh Z14: *Gia cơng theo phương pháp bao hình: 24 × Z 32 23 75 26 26 26 29 26 × × × × × × iy × × × = i 16 23 60 26 26 26 29 26 120 Z f Chọn bánh thay chạc điều chỉnh phân độ theo: iy BH = a c2 Z × = i b2 d zf (4.21) 197 *Gia cơng theo phương pháp cắt vào (chép hình): 24 × Z 32 23 27 26 26 26 29 26 × × × × × × iy × × × = i 16 23 108 26 26 26 29 26 120 z f Chọn bánh thay chạc điều chỉnh phân độ theo: iy CV = Z a c2 × = 10 i b2 d Zf (4.22) Điều chỉnh xích bao hình : Tính tốn điều chỉnh xích bao hình xác định tương quan tỉ lệ chuyển động quay giá dao với bàn máy phương trình điều chỉnh theo phương pháp bao hình phương pháp cắt vào: *Gia cơng theo phương pháp bao hình : 135 28 d b3 20 24 32 23 75 26 26 26 29 26 1 BH × × × × × × × × × × × × × iy × × × = Zd 30 c3 a3 52 14 16 23 60 26 26 26 29 26 120 Z f Chọn bánh thay chạc điều chỉnh bao hình theo: ixbh = a3 c3 Z × = 3,5 i b3 d Zd (4.23) *Gia cơng theo phương pháp cắt vào (chép hình): 135 28 d b3 42 50 20 24 32 23 75 26 26 26 CV 29 26 1 × × × × × × × × × × × × × × × iy × × × = Zd 30 c3 a3 20 20 52 14 16 23 60 26 26 26 29 26 120 Z f Chọn bánh thay chạc điều chỉnh bao hình theo: ixcv = a3 c3 Z × = 17,5 i b3 d3 Zd (4.24) Điều chỉnh xích cải biến biên dạng răng: Gia công cải biến biên dạng cho bánh góc bé truyền bánh bán bao hình Và truyền hypoid Chuyển động quay từ trục vít dẫn động giá dao (k=2) qua truyền bánh trụ (Z26;Z38)- chạc bao hình cải biến iM – truyền trục vít bánh vít(k2;Z54) có chốt lệch tâm tác động làm trục vít tịnh tiến – bánh vít Z135 làm giá dao quay phụ (không đều) cải biến biên dạng Hệ số ε (Độ lệch tâm) phụ thuộc vào hệ số cải biến biên dạng hướng dẫn hướng dẫn sử dụng máy 198 Chương IV MÁY TIỆN HỚT LƯNG 4.1 Cơng dụng Trong thực tế có loại dao: + Dao nhọn + Dao có góc trước không để giữ cho biên dạng không bị thay đổi sau nhiều lần mài lại (góc sau khơng thay đổi) đường cong hớt lưng thiết kế tối ưu, đường cong logarit phụ thuộc vào đường kính dao modul Như làm cho máy phức tạp hớt lưng dao phải có cam điều khiển Thay cho việc sử dụng đường cong logarit người ta sử dụng đường cong Acsimet , cần sử dụng Cam điều khiển loại dao khác Nhưng sử dụng đường cong biên dạng dao bị thay đổi sau số lần mài lại sai số thực tế chấp nhận n TC Acsimed n k Tck Dao Hình 5.1 Sơ đồ hớt lưng dao Φs (nTC, nk ) : Là nhóm hớt lưng (nhóm phân độ) *Máy tiện hớt lưng máy có độ xác cao (Vì sử dụng để gia cơng dụng cụ cắt) Dùng để hớt lưng Dao phay đĩa modul, Dao phay vấu modul , dao phay trụ thẳng , dao phay trụ xoắn , dao phay trục vít, tarơ , bàn ren 4.2 Các sơ đồ hớt lưng dao a Hớt lưng dao phay đĩa modul : Dao phay ®Üa module TC M i n v TC i T1 x n k k 199 Hình 5.2 Sơ đồ cấu trúc động học hớt lưng dao modul * Xích tốc độ : i v = cv ×nTC (5.1) * Xích hớt lưng (Phân độ) : Từ TC – – – ix – – – cam K (vòng) TC Z (Vòng) Cam K k → k : Là số đường cong cam thông thường k =1 → ix = c x × Z k (5.2) b Hớt lưng dao phay trụ thẳng : i TC v M n TC Td i i S T1 x n k k 10 m,Z Hình 5.3 Sơ đồ cấu trúc động học hớt lưng dao phay trụ thẳng * Xích tốc độ : i v = cv ×nTC * Xích hớt lưng (phân độ): Từ TC – – – ix – – – cam K (vòng) TC → Z (Vòng) Cam K k k : Là số đường cong cam thơng thường k =1 → ix = c x × Z k * Xích chạy dao tiện trơn : Từ TC – – – is – – 10 – BRTR mang bàn dao dọc (Vòng) TC → Sd (mm) Bàn dao dọc 200 →is = Cs Sd (5.3) c Ht lng dao phay trc vớt đuơng ren đuơng TC n C TC A B Td Dao trơc vÝt T1 Dao tiƯn n n kp k k tvm Hình 5.4 Các chuyển động để hớt lưng dao phay trục vít τ = Π m n = m t Π Cos λ (5.4) Φ1(nTC, nk ) : Là nhóm hớt lưng Φ2 (nTC,Td ) : Là nhóm cắt ren Để hớt lưng đỉnh dao : (Vòng) TC → CB (Vòng) Trục quay phụ Π.d → τ T (Vòng) Trục quay phụ (Vòng) TC → Z ( Vòng ) Cam K k ( Vòng ) TC → Z τ (Vòng) cam K quay phụ k T → Φ3 (nTC , nkp ) : Là nhóm vi sai (Vòng) TC → τ (mm ) Bàn dao dọc τ (mm ) Bàn dao dọc → Z τ (Vòng) Cam K quay phụ k T 201 Ta thấy : - Cần có chuyển động quay TC để tạo tốc độ cắt - Để cắt đường ren phải có xích cắt ren - Để có chuyển động hớt lưng cần phối hợp chuyển động với nTC T - Để hớt đỉnh dao Cam phải có chuyển động quay phụ nkp τ i M v TC n C TC B Td i i y A T1 x 10 15 Σ 11 n 14 i n 12 kp k k Z tvm 13 Hình 5.5 Sơ đồ cấu trúc động học hớt lưng dao phay trục vít * Xích tốc độ iv = cv × nTC * Xích cắt ren: → i y = C y τ (5.4) * Xích hớt lưng ( phân độ) → ix = C x Z k * Xích vi sai: Từ vít me – – 13 – iz – 14 - Σ - 11 – 12 - Trục Cam K τ t vm (Vòng) Vít me dọc → Z τ ( Vòng ) Cam K quay phụ k T → iZ = C Z Z k T (5.6) 202 Chú ý : Khi hớt lưng tarô Bàn ren không cấu trúc máy khơng có xích vi sai rãnh chúng thẳng (đối với trục vit Acsimet) d Hớt lưng dao phay trụ xoắn : τ M i TC v n C Td TC i i A B T1 x S 10 15 Σ 11 n 12 n 14 i kp k k Z 13 m,Z Hình 5.6 Sơ đồ cấu trúc động học hớt lưng dao phay trụ xoắn * Xích tốc độ : iv = cv × nTC * Xích hớt lưng (phân độ): → ix = c x × Z k * Xích chạy dao tiện trơn : Từ TC – – – is – – 10 – BRTR mang bàn dao dọc (Vòng) TC → Sd (mm) Bàn dao dọc →is = Cs Sd (5.7) * Xích vi sai: Từ BRTR – – 13 – iz – 14 - Σ - 11 – 12 - Trục Cam K Sđ (mm) Bàn dao → Z S d ( Vòng ) Cam K quay phụ k Sd π m Z T (vòng) Bàn dao → Z S d ( Vòng ) Cam K quay phụ k T 4.3 Máy tiện hớt lưng 1811 : Máy tiện : Gia công dụng cụ cắt 203 11 : chiều cao tâm máy ( 110 mm ) Dmax = 220 (mm) * Công dụng : - Hớt lưng dao phay đĩa modul , dao phay vấu modul , tarô , bàn ren , dao phay trục vít , dao phay trụ thẳng , dao phay trụ xoắn - Tiện bề mặt trụ trơn (trong ngoài) tiện mặt đầu , vát mép - Tiện ren xác iz a3 d3 Z25 b3 c3 Z75 XVIII d1 Z14 m =2 XIII XII k=3 b1 ix Z15 Z19 Z19 Z100 M3 c1 XIV a1 Z19 Z34 Z28 Z22 N=3,3/ 3,8 KW n=910/2800 v/p I Z40 Z24 II m =2 Z20 Z61 Z34 Z46 III Z50 Z20 Z40 VI V Z24 Z54 IV Z45 Z26 Z46 VII Z68 Z80 Z50 Z14 Z35 m=1,5 Z54 VIII Z96 t = 12 Z35 XVI Z34 a2 IX XXII Z35 X k=2 Z20 Z12 m=3 Z55 Z18 Z35 XI c2 M1 iy b2 Z42 Z25 M5 Z34 Z40 XXI Z28 Z42 k=1 Z76 d2 Z30 Z48 Z28 Z44 Z28 Z54 Z36 M2 XVI Z34 Z36 Z60 XIX Z28 Z27 Z45 Z25 Z27 Z58 XX Z26 M3 Z20 Z54 Z36 Z45 Z27 Z54 M¸y tiƯn hít lung 1811 204 * Xích tốc độ : Từ động 910(V/p) Hoặc 2800(v/p) qua BT- Z 20 - Đến trục II , Z 61 từ trục II sang trục III qua khối bánh bậc 22 ( 34 , 28 ) qua BT 46 ( 24 ) Đến 46 34 40 46 68 trục IV , qua 45 đến trục V → 50 ( 20 )(VI ) _Trục 54 50 80 → Zn = ×3×2×2 dc * Xích chạy dao tiện trơn : Từ trục → Bàn dao mang dao chạy dao ocjd × 26 × 44 ( XI X ) → 27 ( 45 , 36 ) 34 → 58 54 36 45 li hợp đóng M4 (XX) 25 28 28 28 20 → → → → ( XXI ) qua BTTVBV ( ) Li hợp M5 đóng , qua 28 28 28 25 30 55 đến BTBRTR (Z=12 , m=3) Hoặc → M4 ngắt → 27 27 → 54 54 Đến trục XX 25 28 28 28 20 → → → → ( XXI ) qua BTTVBV ( ) Li hợp M5 đóng , qua 28 28 28 25 30 55 đến BTBRTR ( Z=12 , m=3 ) → Zs = 3×(1+1×1) Chú ý: M5 ngắt điều chỉnh chạy dao dọc tay * Xích chạy dao tiện ren : Từ TC đến Vít me dọc mang bàn dao    80   69  20  54   ×  50  ×  35 35 1×  24   54  × ( ) × i y × 12 = τ  50    35 35 54     54 → iy = τ 12 - Với ikđ = → iy = τ 48 - Với ikđ = 16 → iy = τ 192 * Xích hớt lưng (phân độ) Từ trục đến trục Cam K a c × 96 → 80 ( 50 / 50 ) → 40 Li hợp M1 đóng → ix = ( × ) b1 d1 24 20 40 205 → iΣ = → ⇔ 1× 75 Z ∗ × → Đóng li hợp M3(XIV) → 19 → Cam K ∗ Z 100 19 96 80 50 40 75 19 Z × ( )× × ix × × × = ( k = 1) 26 20 50 40 100 19 k - Với ikđ = → ix = Z - Với ikđ = 16 → ix = Z 24 * Xích vi sai : - Khi hớt lưng dao phay Trục vít : τ t vm (Vòng) Vít me dọc → Z τ ( Vòng ) Cam K quay phụ k T 48 42 a3 c3 75 19 Z × × × × × ×1(iΣ = 1) × × = (k = 1) 12 36 42 b3 d3 19 100 19 T → i Z = 76 Z T (5.8) Chú ý : M2 đóng - Khi hớt lưng dao phay trụ xoắn : Sd(mm) Bàn dao → Z Sd k T ( Vòng ) Cam K quay phụ Hay Sd Π m Z ( Vòng ) Trục → Z Sd ( Vòng ) Cam K quay phụ k T 55 (M5đóng) × 30 × 25 × 28 × 28 × 28 × 20 × 26 (M2 ngắt) × Π × × 12 20 28 28 28 25 60 76 206 ... khiển máy công cụ hệ thống điều khiển phản ánh mức độ đại máy công cụ, máy điều khiển cấu khí, thủy lực, điện tử, chương trình CNC… Thẩm mĩ công nghiệp: Máy công cụ thiết kế đẹp, có hình dáng máy. .. hiệu máy cắt kim loại theo Liên Xô - Chữ số kí hiệu tên máy theo nhóm chức cơng nghệ: 1máy tiện; – máy khoan, doa; – máy mài; 4- máy tổ hợp; – máy gia công răng, gia công ren; 6- máy phay; – máy. .. hợp với máy, tạo cảm giác thân thiện không gây mệt mỏi, căng thẳng cho người vận hành máy 1.3 Phương pháp tạo hình bề mặt gia cơng máy công cụ Công nghệ gia công cắt gọt vật liệu máy cơng cụ có