Đồ án cơ điện tử: Thiết kế máy tiện 1k62

Máy công cụ cắt gọt kim loại là thiết bị chủ chốt trong các nhà máy và các phân xưởng cơ khí để chế tạo ra các chi tiết máy, máy móc , khí cụ , dụng cụ và các loại sản phẩm khác về cơ kh

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY TIỆN 1K62

1 NHIÊM VỤ:

THIẾT KẾ MÁY TIỆN VẠN NĂNG 1K62

2 SỐ LIỆU BAN ĐẦU:

Chạy dao nhanh tốc độ tuỳ chọn

3 NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương I : Phân tích các máy tiện cỡ trung

Chương II: Thiết kế động học toàn máy mới

Chương III: Thiết kế động lực học toàn máy mới

Chương IV: Thiết kế hệ thống điều khiển toàn máy mới

Chương V: Phân tích theo bản vẽ

4 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS.NGUYỄN DOÃN Ý

5 NGÀY GIAO NHIỆM VỤ THIẾT KẾ :

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI NÓI ĐẦU

Máy công cụ cắt gọt kim loại là thiết bị chủ chốt trong các nhà máy và các phân xưởng cơ khí để chế tạo ra các chi tiết máy, máy móc , khí cụ , dụng cụ và các loại sản phẩm khác về cơ khí ứng dụng trong sản xuất và đời sống Máy cắt kim loại chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong ngành chế tạo máy để sản xuất ra các chi tiết của máy khác, nghĩa là chế tạo ra các tư liệu sản xuất (Chế tạo ra các máy móc khác nhau để cơ khí hoá và tự động hoá nền kinh tế quốc dân).

Với trình độ khoa học ngày càng phát triển đòi hỏi nhà máy công cụ phải được tự động hoá, tăng về số lượng, chủng loại ngày càng phát triển hiện đại nhằm tăng năng xuất lao động góp phần phát triển nhanh đất nước Trong chương trình đào tạo kĩ sư chế tạo máy thì máy công cụ là môn chính Nhận thức rõ tầm quan trọng đó, tôi đã nhận đồ án này thiết kế máy Tiện ren vít vạn năng dựa trên cơ sở máy chuẩn 1K62 Để thiết kế máy mới thay thế cho các thế hệ máy quá cũ, lâu đời, việc thiết kế của chúng ta không thể dựa theo kinh nghiệm mà phải chú ý thiết kế truyền dẫn, tính toán thiết kế động lực học theo một trình tự nhất định.

Việc thiết kế được bắt đầu từ phân tích, chọn máy chuẩn Dựa trên cơ

sở máy chuẩn rồi thiết kế động học, động lực học, thiết kế hệ thống điều khiển của máy mới Việc tính toán có sự tham khảo máy chuẩn và có sự kế thừa máy chuẩn Máy chuẩn là loại máy có cùng tên máy, có cùng cỡ máy và

có cùng trình độ.

Sau việc phân tích thiết kế máy chuẩn, là công việc thiết kế động học toàn máy, tính toán sức bền của các chi tiết máy Cuối cùng là việc thiết kế hệ thống điều khiển của máy Ngoài việc thuyết minh ra, trong lĩnh vực thiết kế còn có trình bày các bản vẽ khai triển hộp chạy dao.

Trong thuyết minh trình bày các bước tính toán, đều được sử dụng các công thức kinh nghiệm và hướng dẫn chủ yếu trong các giáo trình về máy cắt kim loại Chủ yếu là Giáo trình “Hướng dẫn thiết kế máy cắt kim loại” Ngoài ra khi tính toán sức bền của các chi tiết máy thì dựa vào các giáo trình

về môn học chi tiết máy.

Được sự hướng dẫn nhiệt tình của các cán bộ hướng dẫn và các bạn trong lớp đến nay tôi đã hoàn thành đồ án môn học Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên bước vào thiết kế một máy cắt kim loại hoàn chỉnh và thời gian không cho phép nên trong quá trình tính toán không thể tránh được những thiếu sót như kết quả tính toán, sai số vv Vì vậy tôi mong được sự góp ý của thầy cô

và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn Tôi xin chân thành cảm ơn.

Ngày… tháng…năm…

Sinh viên

Đỗ Văn Phúc & Ngô Ngọc Hiếu

CHƯƠNG I:

PHÂN TÍCH CÁC MÁY TIỆN CỠ TRUNG

1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CÔNG CỤ:

Từ xa xưa con người đã biết dùng đôi tay của mình để tạo nhữngvật dụng như đất sét, bằng gỗ, sương đá, và sau đó bằng nhiều thứ kim loại đểphục vụ cho đời sống của mình Do nhu cầu ngày càng cao hơn công việcnhiều hơn nên con người phải nghĩ ra các cơ cấu có thể giảm nhẹ sức laođộng Con người đã không ngừng chế tạo ra các vật dụng để phục vụ cho sảnxuất với quy mô lớn, việc sản xuất ra các cơ cấu máy phải trải qua một thờigian khá dài đến nay đã hình thành ngành chế tạo máy, ngành khảo cổ đã pháthiện ra chiếc máy công cụ đầu tiên trong lịch sử loài người là máy khoan gỗdùng dây kéo bằng tay được người Ai Cập cổ đại phát minh ra cách đây30004000 năm loại máy tiện gỗ sơ đẳng người ta cũng tìm thấy ở Ai Cập và

Ấn Độ khoảng 2000 năm trước Máy này làm việc do hai người điều khiển,một người kéo dây cung để thực hiện chuyển động của chi tiết gia công vàmột người điều khiển dao cắt gỗ Cuối thế kỉ 15 đầu thế kỉ 16 Leonađoavinci– một nghệ sĩ lớn, đồng thời là kĩ sư có tài người ý đã phát minh ra một số kếtcấu nổi tiếng cơ bản của máy tiện như: trục vitme, bàn dao vv đặc biệt làphác thảo nguyên tắc của một số máy tiện, máy cắt ren Đầu thế kỷ XVIIngười ta đã dùng sức nước là động lực cho máy công cụ và một phát minhquan trọng trong việc phát triển máy tiện là việc tìm ra bàn dao chạy tự động.Năm 1712, a.Nator người Nga đã tìm ra ứng dụng đầu tiên của loại bàn daonày ở máy tiện Đến năm 1774 John Wilkinson đã cho ra đời máy khoan vậtliệu thép đầu tiên trên thế giới Năm 1970 Maudsley (người Anh) đã thiết kếmột máy tiện có bàn dao tương tự và được giữ bản quyền Ngoài A.nator, cácnhà thiết kế máy công cụ người Nga Jacôbatitrep, L.xôbôkin ,A.xurin đặcbiệt là Mikain Lômônôxốp đã có những cống hiến quan trọng trên lĩnh vực

chế tạo máy công cụ Nga như thiết kế máy tiện hình cầu Từ năm 1970 trở đi,các máy tiện có bàn dao tự động Maudsley đã giải quyết việc gia công cácloại trục, máy tiện tiếp tục phát triển nửa đầu thế kỉ 19 là máy tiện đứng, máybào ngang, máy bào giường ra đời Máy bào đầu tiên xuất hiện 1814, máyphay xuất hiện 1815 Trên lĩnh vực máy tự động, năm 1873 hãng Senser (Mỹ)

đã cho ra đời máy tự động Năm 1880, nhiều công ty như Prâttandwhitey(Mỹ) Pittler, Ludwiglowe (Đức) đã sản xuất nhiều loại máy tiện revôle tựđộng đầu tiên dùng phôi phanh, cùng lúc hãng Worsley vào năm 1898, hãngDabenpart đã cho ra đời máy tiện đại hình dọc với tự động và bàn dao di độngdọc Đầu thế kỉ 20, các hãng như Gridley, Kliben và Kon ở Mỹ đã sản xuấtmáy tự động và máy nửa tự động nhiều trục Các loại máy đã tạo một lĩnh vựcmới trên lĩnh vực tự động hoá

2 CÔNG DỤNG CỦA MÁY

Máy tiện là máy cắt kim loại được dùng rộng rãi nhất trong ngành cơkhí cắt gọt và chiếm khoảng (40-50)% máy kim loại trong các phân xưởng cơkhí khoảng (2030)% của nền kinh tế quốc dân Công việc chủ yếu được thựchiện trên máy tiện ren vít vạn năng là gia công các mặt tròn xoay ngoài vàtrong, mặt đầu, taro và cắt răng, gia công các mặt không tròn xoay với các đồ

gá phụ trợ Đặc trưng kỹ thuật và độ cứng vững của máy cho phép dùng đượcdao tiện thép gió và hợp kim cứng vững để gia công cả gang và kim loạimầu.Việc ứng dụng của máy đã được hiện đại hoá

- Độ chính xác của máy tiện có thể đạt đến độ cấp chính xác 67,đạt

3 PHÂN LOẠI MÁY TIỆN:

Có rất nhiều căn cứ để phân loại máy tiện

a ) Phân loại theo trình độ vạn năng:

- Máy vạn năng:

Vd: Máy vạn năng là các máy tiện đứng, tiện cụt, máy revônve.

- Máy chuyên dùng

VD: Máy chuyên dùng máy tiện hớt lưng,máy tiện vítme ,máy tiệncam

b) Phân loại theo khối lượng :

Loại nhẹ: Khối lượng nhỏ hơn ≤ 1 tấn (D=100-200 mm)

Loại trung : Khối lượng nhỏ hơn ≤ 10 tấn (D=200-500mm)

Loại lớn: Khối lượng bằng 10- 13 tấn (630-1200mm)

Loại nặng: Khối lượng bằng 30-100 tấn (1600-6000mm)

Loại đặc biệt nặng khối lượng lớn hơn 100 tấn

c) Phân loại theo cấp chính xác:

-Loại có độ chính xác tiêu chuẩn E(H)

-Loại có độ chính xác nâng cao D(II)

-Loại có độ chính xác cao C(B)

-Loại có độ chính xác đặc biệt cao B(A)

-Loại có độ chính xác đặc biệt A(C)

d) Phân loại theo mức độ tự động hoá:

- Máy bán tự động: 12 khâu tự động

-Máy tự động: Chiếm một lượng không nhiều khâu tự động

-Máy tổ hợp: Được sử dụng khá phổ biến được tổ hợp cả tự động hoá

và cơ khí hoá

4 KÝ HIỆU MÁY TIỆN:

Để dễ dàng phân biệt các nhóm máy khác nhau, người ta đặt ký hiệucho các máy Các nước có ký hiệu khác nhau Theo tiêu chuẩn Việt Nam.

Chữ đầu tiên chỉ nhóm máy: T -– tiện ; KD -– khoan doa ; M -– mài ;

TH – tổ hợp ; P- phay; BX – bào xoọc; C- cắt đứt

Chữ số tiếp theo biểu thị kiểu máy, đặc trưng cho một trong những kíchthước quan trọng của chi tiết hay dụng cụ gia công

Các chữ cái để chỉ rõ chức năng, mức độ tự động hoá, độ chính xác vàcải tiến máy

Ví dụ : T620: Chữ T máy tiện; Số 6 kiểu vạn năng: Số 20 chiều cao tâmmáy là 200 (mm) tương ứng với đường kính lớn nhất là 400 (mm), chữ A cảitiến từ máy T620

Máy cắt gọt kim loại được sử dụng phổ biến ở nước ta hiện nay chủyếu do Liên Xô cũ viện trợ được ký hiệu bằng các chữ số và chữ cái

Chữ số đầu tiên chỉ nhóm máy, ví dụ :1- máy tiện; 2-máy khoan; máy mài; 4- máy chuyên dùng, 5-máy gia công răng, 6 - máy phay, 7-máy bàoxoọc

3-Chữ số thứ hai chỉ kiểu (dạng) máy, ví dụ : ở máy tiện số 6 chỉ máy tiệnren vít Chữ số thứ 3 và thứ tự chỉ một trong những đặc tính cơ bản của máy.Đối với máy tiện thì đây là chiều cao của trục chính so với băng máy; ở máyrevonve là đường kính lớn nhất của chi tiết gia công; ở máy tiện đứng làđường kính của bàn máy

Chữ cái viết sau chữ số thứ nhất hoặc số thứ hai chỉ mức độ hoàn thiệncủa máy so với kiểu máy cũ

Chữ cái viết sau cùng chỉ những thay đổi của máy, ví dụ: độ chính xác

đã được nâng cao (II); máy có băng tháo lắp được (); máy có thiết bị điềukhiển theo chương trình () vv

Ví dụ: Ký hiệu máy 1A616- đây là máy tiện vít đã được cải tiến vớichiều cao tâm máy là 160 (mm) và có độ chính xác nâng cao.

I PHÂN TÍCH MỘT SỐ MÁY TIỆN REN VÍTVẠN NĂNG CỠ TRUNG ĐIỂN HÌNH.

Hiện nay các loại máy tiện ren vít vạn năng được sử dụng rộng rãi vớinhiều loại khác nhau, chủ yếu là các máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung doViệt Nam và Liên Xô sản xuất, để tạo điều kiện cho quá trình thiết kế thamkhảo và phân tích một số kiểu máy đã và đang sử dụng trong thực tế Các máyđược tham khảo : T620, 1616, 1A62, 1A616

1 Bố cục chung của máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung:

Ụ trước của máy tiện được chế tạo bằng gang, ở bên trong có hộp tốc

độ và hộp trục chính Ở đầu phải của trục được lắp mâm cặp (hoặc đồ gá) đểkẹp trặt chi tiết gia công Trục chính nhận chuyển động quay tự động cơ điện

ở bệ trái của máy, thông qua chuyển động đai và các bánh răng bên trong hộptốc độ và được dùng để thay đổi hộp số vòng quay trục chính.

e) Thân máy.

Thân máy được chế tạo bằng gang, trên đó được lắp các bộ phận chủyếu của máy Phần trên của thân máy có hai mặt hướng dẫn (phẳng và lăngtrụ) để di bàn dao và ụ sau Thân máy được gá trên hai bệ máy

h) Ụ sau.

Ụ sau được dùng để chống tâm (hoặc đỡ) một đầu của trục dài trongquá trình gia công và để kẹp trặt các loại dao có cán hình trụ (dao khoan,khoét) Có nhiệm vụ làm tăng độ cứng vững khi gia công các chi tiêt dài dùng

để khoan khoét, doa………

i) Tủ điện của máy:

Tất cả các thiết bị của máy được đặt trong tủ điện của máy Mở và đóngđộng cơ, mở máy và dừng máy, điều khiển hộp tốc độ, hộp xe dao được thựchiện bằng các cơ cấu điều khiển tương ứng (có thể là cần gạt nút bấm hoặctay quay) Để kiểm kích thước gia công trên máy tiện người ta dùng các loạidụng cụ như: thước cặp, panme, calíp.

j) Trục vítme: Để tiện ren

k) Trục trơn: Dùng để tiện trơn

2 Bảng tính năng kỹ thuật của một số máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung:

Máy tiện là máy công cụ dùng để gia công các chi tiết có dạng mặt trụtròn xoay, các bề mặt định hình tròn xoay

-Trong công nghiệp nước ta hiện nay dùng chủ yếu các loại máy tiệnren vít hạng trung Việt nam đã chế tạo được một số máy tiện hạng trung nhưmáy: T616, T620, 16K20 được thể hiện ở bảng sau, tuy nhiên chúng ta chỉxem xét các đặc tính kỹ thuật của một số loại máy tương tự máy 1K62

Khoảng cách lớn nhất giữa hai mũi tâm (mm) 1400 750 1500 1000

Số vòng quay nhỏ nhất N min ( vòng/phút ) 12,5 44 11,5 11,2

Số vòng quay lớn nhất N max ( vòng/phút ) 2000 1980 1200 2240 Lượng chạy dao dọc nhỏ nhất S dmin

ren Môđun và ren Pít

3 Phân tích cấu trúc của từng máy:

+) Máy 1A62

Có nhiều đặc điểm giống máy 1k62 chuyển động tạo hình trên máy có

hai xích truyền động cơ bản là xích tốc độ và xích chạy dao Nhưng không

dùng cơ cấu an toàn đai ốc mở đôi mà dùng cơ cấu an toàn trục vít rơi So sánh với số liệu thì máy T620 có đặc tính giống với máy đang thiết kế Do đó

chọn máy T620 làm chuẩn

+) Máy T616

Chuyển động tạo hình của máy T616 có hai xích truyền động cơ bản làxích tốc độ và xích chạy dao Hộp trục chính sử dụng cơ cấu Hacne để giảmtốc độ xích chạy dao của máy dùng bánh răng di trượt cho nhóm cơ sở và cơcấu Mean cho nhóm gấp bội Hộp xe dao dùng ly hợp ma sát nhưng dễ bịtrượt và công suất chạy dao không lớn

+)Máy 1A616:

Chuyển động tạo hình của máy gồm hai xích truyền cơ bản là xích tốc

độ và xích chạy dao.1A616 được cải tiến từ máy 1616 nhưng ụ trục chính là

cơ cấu Hacne Hộp tốc độ, hộp chạy dao gồm icsvà igb đều dùng bánh răng ditrượt như hộp tốc độ và igb của máy 1K62

4 Chuyển động của máy tiện:

a) Chuyển động chính:

Là chuyển động tạo ra tốc độ cắt gọt để thực hiện quá trình cắt gọt, nó

có thể là chuyển động quay tròn hay chuyển động thẳng Sự thay đổi của tốc

độ chuyển động chính sẽ ảnh hưởng đến thời gian gia công chi tiết Thực tếchuyển động chính phụ thuộc vào bản chất của dao và phôi, điều kiện cắt gọt

và thông số hình học của dụng cụ cắt

b) Chuyển động chạy dao:

Là chuyển động đảm bảo cho quá trình cắt gọt được thực hiện liên tục,cắt hết bề mặt gia công, kí hiệu là S (mm/vg) thay đổi S sẽ ảnh hưởng đến

năng suất gia công và chất lượng bề mặt: khi S lớn bề mặt thôthời giangia công giảm, khi S nhỏ  bề mặt tinh nhẵn hơnthời gian gia công tăng.Hai chuyển động luôn đi song song với nhau chúng có thể là chuyển động liêntục hay gián đoạn.

5 Quá trình cắt của máy tiện:

Py

R

Pz

Px S

F

chuyển động của phôi sẽ phát sinh ra lực ma sát Pz Trên mặt sau của dao làlực pháp tuyến N2 Hợp tất cả các lực tác dụng lên phần cắt của dao tiện sẽ làhợp lực R, hợp lực này gọi là lực cắt Với các lực này sẽ có các lực cắt thànhphần:

- Lực pháp tuyến Py: Lực tiếp tuyến hay còn gọi là lực cắt chính, cóphương thẳng đứng, tác dụng theo hướng của chuyển động chính Lực cắtchính có xu hướng uốn và bẻ gẫy dao, lực cắt chính thường để tính độ bềncủa dao, của máy và tính công suất máy

- Lực hướng kính PR: Có tác dụng trong mặt phẳng nằm ngang vàvuông góc với đường tâm của chi tiết gia công Phần lực này có tác dụng đẩychi tiêt gia công ra xa đường tâm của máy làm cho chi tiết rễ bị cong ảnhhưởng lớn tới độ chính xác hình học của chi tiết gia công.

- Lực hướng trục Px: Lực hướng trục hay còn gọi là lực chạy dao, cótác dụng với hướng chuyển động chạy dao S

- Lực hướng trục cần thiết để tính độ bền của các chi tiết trong chuyểnđộng chạy dao, mà khâu yếu nhất trong xích chạy dao là cơ cấu bánh răng –thanh răng hoặc cơ cấu vítme - đai ốc hai nửa

6 Các yếu tố ảnh hưởng tới lực cắt:

* Ảnh hưởng của chiều sâu t và lượng chạy dao: Khi tăng chiều sâu cắtthì lực cắt tăng, vì khi tăng chiều sâu cắt các lực biến dạng và ma sát tăng.Tuynhiên chỉ tăng chiều sâu cắt thì chiều rộng lớp cắt (b=t/sin) tăng tỷ lệ vớichiều sâu cắt, còn sự biến dạng dẻo của lớp kim loại bị cắt và hệ số ma sáthầu như thay đổi Do đó lực cắt tỉ lệ thuận với chiều sâu cắt Khi tăng lượngchạy dao S gây ra biến dạng dẻo và lực ma sát tăng lên, lực cắt tăng Tuynhiên khi tăng lượng chạy dao thì chiều dày cắt a tăng thì sự biến dạng củalớp kim loại bị cắt và hệ số ma sát giảm do đó lượng chạy dao ảnh hưởng đếnlực cắt ít hơn

* Ảnh hưởng của góc trước: Góc trước của dao tiện có ảnh hưởngnhiều đến lực cắt Khi tăng góc trước của dao tiện thì biến dạng dẻo của phôigiảm, góc trước tăng không những làm cho biến dạng giảm mà còn làm chophôi rễ thoát ra ngoài Do đó xét về khía cạnh lực cắt, góc trước càng tăng thìlực càng giảm, nhưng ảnh hưởng của góc trước đến lực dọc trục Px và lựchướng kính P nhiều hơn lực pháp tuyến Py

* Ảnh hưởng của góc sau: Khi tiện lớp kim loại trên bề mặt gia công bịbiến dạng, sau khi dao đi khỏi lớp kim loại này đàn hồi trở lại tạo nên sự tiếp

xúc giữa mặt sau của dao và bề mặt gia công Nếu tăng góc sau thì sự tiếp xúcgiữa mặt sau của dao với bề mặt đã gia công giảm, do đó lực pháp tuyến củalực ma sát và lực ma sát tác dụng lên mặt sau của dao cũng giảm.

* Ảnh hưởng của góc nghiêng chính và góc nghiêng phụ: Khi khôngthay đổi chiều sâu cắt t và lượng chạy dao S, nếu tăng góc nghiêng chính chiều dày cắt a tăng, do đó làm biến dạng dẻo của lớp kim loại bị cắt dẫn đếnlực cắt giảm khi bán kính mũi dao r=0 Sự ảnh hưởng của góc nghiêng chính,chủ yếu tới lực chiều trục và lực hướng kính Khi giảm góc nghiêng chính thìlực hướng kính P tăng, lực chiều trục Px giảm Đồng thời khi góc nghiêngchính giảm thì chiều dài cắt a giảm còn chiều rộng lớp cắt tăng, biến dạngcủa phôi giảm, phôi thoát ra có dạng mỏng và dài Do lực hướng kính tăng,trường hợp này chỉ sử dụng tiện các chi tiết có độ cứng cao Khi góc nghiêng

thường sử dụng khi tiện các chi tiết kém cứng vững hoặc tiện trục bậc Tuynhiên điều kiện cắt khó khăn hơn, dao nhanh bị mài mòn do chiều dày cắt đạttới giá trị lớn nhất (a=s), chiều rộng cắt giảm (b=t)

* Ảnh hưởng của bán kính mũi dao: Khi bán kính mũi dao r tăng thì lựccắt tăng PZ.vì khi chiều sâu cắt và góc nghiêng chính không thay đổi, nếu bánkính mũi dao r tăng sẽ làm cho chiều dài đoạn cong của lưỡi cắt tăng, dẫn đếnbiến dạng dẻo của lớp kim loại tăng bị cắt tăng Khi tăng bán kính mũi dao r

thỡ gúc nghiờng chớnh  giảm làm tăng lực hướng kớnh PR và lực chiều trục

PX giảm

II PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC MÁY CHUẨN T620

1 Cỏc xớch truyền động của mỏy tiện T620 :

đ ờng quay thuận

đ ờng truyền tốc

độ cao

đ ờng truyền tốc độ thấp

đ ờng truyền nghịch

li hợ p ma sá t

Trờn lược đồ ta thấy:

Xớch tốc độ cú hai đường truyền là đường truyền quay thuận và đườngtruyền quay nghịch Mỗi đường truyền khi tới trục chớnh bị tỏch ra làm haiđường truyền tốc độ thấp và tốc độ cao (đường vũng và đường tắt)

 Đường vũng truyền qua cỏc trục: I – II – III – IV - V – VI - VII

Phương trỡnh xớch động của đường này ( quay thuận) là :

22

88 22

1450(v/p).(II) (III) (IV) (V) (VI) (VII)

 Đường tắt truyền qua các trục: I – II – III – IV – VII

Phương trình xích động của đường này (quay thuận) là:

1450(v/p) (II) (III) (IV) (VII)

Từ các phương trình xích động trên ta thấy:

- Đường tốc độ thấp (đường vòng) quay thuận có 24 cấp tốc độ

2x3x2x2x1= 24

- Đường tốc độ cao (đường tắt) cho ta 6 cấp tốc độ

2x3x1= 6

Tuy nhiên, thực tế đường truyền tốc độ thấp (đường vòng) quay thuận chỉ có

18 tốc độ, vì giữa trục IV và trục VI có khối bánh răng di trượt hai bậc có khảnăng cho ta 4 tỷ số truyền :

88

22

88 22

Tốc độ cao từ n19n24

(đường vòng) và tốc độ nhỏ nhất của đường truyền tốc độ cao (đường tắt) gầnbằng nhau (coi như trùng nhau) nên trên thực tế máy T620 chỉ có 23 tốc độ

được vì người ta lợi dụng con đường đó để cắt ren khuếch đại khi nghịch đảocác tỷ số truyền đó lên

*) Máy T620 còn có đường truyền nghịch được điều khiển bởi ly hợp

ma sát đặt trên trục II

Ly hợp này có tác dụng làm thay đổi chiều quay của trục chính màkhông cần thay đổi chiều quay của động cơ

Đường truyền này chỉ có 12 cấp tốc độ

b) Xích chạy dao để cắt ren:

Máy tiện ren vít vạn năng T620 có khả năng cắt 4 loại ren :

Ren Quốc tế (tp) : tP= 1192

Ren Mođuyn (m): m = 0,54,8

Ren Anh (n) : n = 242

Ren Pitch (Dp) : DP =921

chạy dao truyền tới trục vítme

trỉnh (bánh thay thế giữa trục IX và X có hai khả năng, cùng với hai đườngtruyền của cơ cấu nooctông)

+ Bộ bánh răng noóctông chủ động chuyển động từ trục IX qua li hợp M2 tớitrục X làm quay khối bánh răng hình tháp xuống trục XI qua M3 tới trục XIIđến trục XIV tới trục vít me

+ Noóctông bị động chuyển động từ trục X thông qua M2 mà đi từ cặp bánh

răng 36

28

tới trục XI và 28-25-36 bánh răng hình tháp XII qua bánh răng 35(không truyền qua trục XV) xuống dưới 18-28-35-XIII tiếp tục truyền quaXIV-XV tới vít me

+ Để cắt được nhiều ren khác nhau trong cùng một loại ren trong hộp chạydao của máy dùng khối bánh răng hình tháp 7 bậc và 2 khối báng răng di trượtkhi cắt ren trái trục chính giữ nguyên chiều quay cũ cần đổi chiều chạy daongược lại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tới bánhrăng đệm 28

Lược đồ cấu trúc động học hộp chạy dao

1vòng trục chính x icố định x ithay thế x icơ sở x igấp bội x tv = tp

+ ) Khi cắt ren Quốc tế (dùng cho các mối ghép)

1VTC.iđc.itt.icơ sở.(hoặc 1/icơ sở).igấp bội.tX =tP

+) Phưong trình cắt ren quốc tế (dùng bánh răng thay thế )

1VTC(VII).(VIII) (IX).(X).M2.(XI).M3(XIII) igh(XV) tX=tP

+) Phương trình cắt ren modul (dùng cặp bánh răng thay thế )

1VTC(VII).(VIII) (IX).(X).M2.(XI).M3(XIII) igh(XV) tX=.m

+) Phương trình cắt ren Anh (dùng cặp bánh răng thay thế )

1VTC(VII).(VIII) (IX).(X) (XI) (XIII) igh(XV) tX=

(Klà số vòng ren trên 1ich)

+)Phưong trình cắt ren pitch (dùng cặp bánh răng thay thế )

1VTC(VII).(VIII) (IX).(X) (XI) (XIII) igh(XV) tX=

DP là số modul trong 1 ich)

+) Phương trình cắt ren khuếch đại (dùng bộ khuếch đại có 4 tỷ số truyền)

()

Ta có phương trình xích động như sau:

1VTC(VII) (VI) (V) (IV) (VIII).iđc.itt.ics.igb.tX=tpKD

+) Tiện ren chính xác: Sơ đồ xích cắt ren

Đường truyền : Từ trục chính - VIII – IX - itt – X – (M2) – XII – XV – vítme

Muốn tiện ren chính xác yêu cầu đường truyền phải ngắn nhất do đó phải tính lại itt

+) Cắt ren mặt đầu: Gia công đường xoắn acimet

Đường truyền xích động:

Từ trục chính – VII – IX - itt – X – (M2) – VII – (M4) – XV - - trục trơn – trụcvítme ngang tX =5

c) Xích tiện trơn:

Chạy dao dọc : Từ trục bánh vít 28 (trục XVII ) qua cặp bánh răng

14/60 (bánh răng 60 lồng không) đóng ly hợp bánh răng thanh răng t=10(m=3) xe dao chạy dọc hướng vào mâm cặp (chạy thuận) khi chạy dao lùiđường truyền từ bánh răng 60 trục XVII truyền qua bánh răng đệm 38 tớibánh răng 60 trên trục XVIII, đóng li hợp, chuyển động quay truyền qua cặpbánh răng 14/60 làm bánh xe dao chạy lùi

Chạy dao ngang : Đường truyền giống như chạy dao dọc truyền theo

nửa bên phải hộp chạy dao tới vít me ngang tX=5 (mm)

Chạy dao nhanh : Máy có động cơ điện chạy dao nhanh N=1 (kw), n

=1410 (vg/ph) trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI

2 Một số cơ cấu đặc biệt :

+ Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh và động cơ

chính đều truyền tới cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đường truyền khácnhau Nên nếu không có ly hợp siêu việt truyền động sẽ làm xoắn và gẫy trục

Cơ cấu ly hợp siêu việt được dùng trong những trường hợp khi máy chạy daonhanh và khi đảo chiều quay của trục chính

+ Cơ cấu đai ốc mở đôi : Vít me truyền động cho 2 má đai ốc mở đôi

tới hộp xe dao Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với 2 má sẽtrượt theo rãnh ăn khớp với vít me

+ Cơ cấu an toàn: Trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm việc quá

tải, được đặt trong xích chạy dao (tiện trơn)nó tự ngắt truyền động khi máyquá tải

3 Phương án không gian và phương án thứ tự của máy :

Từ sơ đồ động của máy ta thấy rằng: Xích tốc độ được chia ra thành 2đường truyền: Đường truyền tốc độ thấp và đường truyền tốc độ cao

Phương án không gian của máy là:

Để bù lại số tốc độ đã bị trùng, người ta sử dụng thêm đường truyền thứ 2: Z2 = 2[1] x 3[2] x 1[0]

Lưới trùng 6 cấp tốc độ:

24 23 22 21 20 n19 IV

max = 1,266 <<8

4 Phương án thứ tự của máy chuẩn T620:

Từ sơ đồ động của máy chuẩn, bằng việc xây dựng lại đồ thị vòng quay

ta sẽ nắm được phương án thứ tự của máy 1K62

max



z n

n

=1.25976Lấy theo tiêu chuẩn:   =

1

5 , 12

Đối với hộp tốc độ ta xác định giá trị n ở các trục II, III, IV, V, VI, VII

và quan tâm đến các giá trị n ở trục VII

- Số vòng quay của động cơ n = 1450 (v/p)

- Tỷ số truyền của bộ truyền đai: Iđ ==0,56

- Hiệu suất của bộ truyền đai: =0,985

- Tính các tỷ số truyền cho các nhóm

+ Nhóm truyền thứ nhất (từ trục II-III) có 2 tỷ số truyền:

i1= ===2 tia i1 chếch sang phải 2 khoảng 1g

i2= === tia i2 chếch sang phải 1 khoảng 1g

Lượng mở của nhóm này là: {X} được xác định từ:

x====>{X}=1

Lượng mở là {X}=1 chứng tỏ đây là nhóm cơ sở

+ Nhóm truyền thứ 2 (từ trục III-IV): Có 3 tỷ số truyền:

i3= ===-2 tia i3 chếch sang trái 2 khoảng 1g

i4= ===-4 tia i4 chếch sang trái 4 khoảng 1g

i5= ===0 tia i5 thẳng đứng

Lượng mở của nhóm này là: {X} được xác định từ:

x===2=>{X}=2

Lượng mở là {X}=2 ứng với số nhóm truyền khuyếch đại

+ Nhóm truyền thứ 3 ( từ trục IV-V): có 2 tỷ số truyền

i6= ===-6 tia i6 chếch sang trái 6 khoảng 1g

i7= ===0 tia i7 thẳng đứng

Lượng mở của nhóm này là: {X} được xác định từ:

x===6=>{X}=6

+ Nhóm truyền thứ 4 (từ trục V-VI) có 2 tỷ số truyền:

i8= ===-6 tia i8 chếch sang trái 6 khoảng 1g

i9= ===0 tia i9 thẳng đứng

Lượng mở của nhóm này là: {X} được xác định từ:

x===6=>{X}=6

+ Nhóm truyền thứ 5 (từ trục VI-VII) có 1 tỷ số truyền:

i10= ===-3 tia i10 chếch sang trái 3 khoảng 1g

+ Nhóm truyền thứ 6 (từ trục IV-VII) có 1 tỷ số truyền:

i11= ===2 tia i11 chếch sang phải 2 khoảng 1g

Từ đó ta có đồ thị vòng quay của máy T620 như hình vẽ dưới:

Nhận xét: Nhìn chung bố cục của máy chuẩn T620 không có gì đặc biệt

so với các loại máy tiện vạn năng thông thường khác, ở đây ta chỉ đưa raphương án bố trí không gian trong hộp tốc độ của máy, đặc biệt là chuỗi vòngquay của trục chính Động cơ chính yêu cầu phải công suất tương đối lớn, sốvòng quay cao mà hộp tốc độ trục chính không cần quay cao vì nếu cao thìkhông phù hợp với công nghệ gia công.Tốc độ trục chính trên thực tế sản xuấtchỉ yêu cầu ở dạng trung bình (sử dụng rất nhiều) để bố cục bên ngoài máynhỏ gọn, người ta đã bố trí một cặp bánh răng để giảm tốc độ, ở ngay trục I cólắp bánh đai nhỏ gọn 24 tốc độ của trục chính người ta đã tách ra làm haiđường truyền Con đường truyền từ trục VI tới trục chính cho giải tốc độ thấp

và giải tốc độ cao không tách biệt mà đan xen ở giữa Trị số chuỗi s vòngquay trục chính không tuân theo quy luật cấp số nhân thông thường mà cũngbiến đổi theo quy luật Qua các phân tích trên ta thấy chọn máy chuẩn T620 làhợp lý Để có phương án bố trí ly hợp ma sát (đảm bảo mo men trên ly hợpnhỏ ) trên trục I

PAKG 2 x 3 x 2 x 2 là hợp lý

Việc kết hợp hộp tốc độ với hộp trục chính vào chung ở máy T620 làmgiảm kích thước và số đai của bộ truyền đai Đồng thời do trục nối của động

cơ với cơ cấu truyền nên khử được hết các cơ cấu rung động do hộp trụcchính gây ra điều này tốt cho động cơ

CHƯƠNG II:

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC MÁY MỚI

I Bộ thông số tính năng kỹ thuật máy mới:

 = 1,26

Nmax=2000 (v/p)

- Lượng chạy dao dọc : Sdmin=0,07 (mm/v)

- Lượng chạy dao ngang: Sn max=0,035 (mm/v)

A- HỘP TỐC ĐỘ:

1 Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân

Công bội  =

1 min

max



z n n

Số cấp tốc độ z = 23

Trị số vòng quay cơ sở thành lập từ trị số vòng quay đầu tiên n1 = 12.5vg/ph và nz = n1 z-1

Lần lượt thay z = 123 vào ta có bảng sau:

2 Tính số nhóm truyền tối thiểu của hộp tốc độ:

Dựa vào tỉ số truyền tối thiểu của hộp tốc độ:

 i  2

Đối với máy công cụ cắt gọt kim loại thì chỉ cho phép giảm tốc độ với

tỷ số truyền giới hạn:

imingh =

Phương trình cân bằng xích tính từ nmin  nđ/c tới như sau:

(Với giả thiết trục động cơ lắp trực tiếp vào hộp tốc độ nối với trục vào )

nđc imingh = nmin

 imingh = =

4x=nđc/nmin (ta lấy log 2 vế )

 log4x =log (nđc/nmin)

x=(log nđc/log nmin) / log4

x=3,5

Lấy số nhóm truyền tối thiểu của x bằng 4

3 Tính toán và lập bảng để chọn phương án không gian tối ưu.

Z=23 là số tối thiểu không phân tích thành thừa số nguyên được, do đó

- Phương án không gian 2x3x2x2 có

f- khoảng hở giữa hai bánh răng và khe hở để lắp miếng gạt, để bảo vệ và

để thoát dao xọc răng

Đối với 4 PAKG kể trên thì ta dễ tính được L=19.b + 18.f

d) Số lượng bánh răng trên trục cuối cùng:

Trong máy công cụ trục cuối cùng thường là trục chính hay trục kế tiếptrục chính nên chịu momen xoắn lớn Do đó, kích thước trục lớn Các bánhrăng lắp trên trục này có kích thước lớn nên tránh bố trí nhiều hay nói cáchkhác càng ít càng tốt

Với các PAKG có khả năng được chọn ta có:

PAKG 2 x 3 x 2 x 2 3 x 2 x 2 x 2 2 x 2 x 3 x 2 2 x 2 x 2 x 3

Nhìn vào bảng trên ta xét về khía cạnh tiều chỉ bánh răng lắp trên trụcchính ta có thể loại bớt phương án không gian 2 x 2 x 2 x 3

e) Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp tốc độ:

Đối với máy tiện, trong hộp tốc độ, để có thể đáp ứng được yêu cầuthay đổi chiều quay của trục chính đồng thời làm thay đổi chiều quay củađộng cơ cần thiết phải có đường truyền quay nghịch Đường truyền này đượcthực hiện (điều khiển) nhờ cơ cấu ly hợp ma sát nhiều đĩa

Ly hợp ma sát hoạt động nhờ lực ép ma sát giữa các đĩa ép chặt vàonhau để truyền chuyển động Do đó, việc bố trí trên trục nào đó phải hợp lý,

có momen xoắn nhỏ là một yêu cầu cần chú ý

*) Từ các chỉ tiêu so sánh PAKG ta có bảng so sánh các PAKG như sau:

ly hợp ma sát

18519b + 18f2

ly hợp ma sát

18519b + 18f2

ly hợp ma sát

18519b + 18f3

-Số bánh răng chịu mô men xoắn lớn nhất Mmax trên trục chính là ít nhất.

Do đó để đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ đồng đều, ưu tiên việc bố trí kếtcấu ta chọn PAKG 2x3x2x2

4 Tính toán và lập bảng để chọn phương án thứ tự (PATT) tối ưu:

13

2x3x2x2III I II IV[6][1] [3] [12]

19

2x3x2x2

IV I II III[12][1] [3] [6]2

14

2x3x2x2III II I IV[6][2] [1] [12]

20

2x3x2x2

IV II I III[12][2] [1] [6]3

15

2x3x2x2III IV I II[4] [8] [1] [2]

21

2x3x2x2

IV III I II[12][4] [1] [2]4

16

2x3x2x2III I IV II[6][1] [12] [3]

22

2x3x2x2

IV I III II[12][1] [6] [3]5

17

2x3x2x2III II IV I[6][2] [12] [1]

23

2x3x2x2

IV II III I[12][2] [6] [1]6

18

2x3x2x2III IV II I[4] [8] [2] [1]

24

2x3x2x2

IV III II I[12][4] [2] [1]

a) 2 x 3 x 2 x 2

I II III IV[1] [2] [6] [12]

2(6) 2(12)

b) 2 x 3 x 2 x 2

II I III IV[3] [1] [6] [12]

Nhóm II:

2(12) 2(6)

2(1) 3(2) II

I

III

IV

v

c) 2 x 3 x 2 x 2

III IV II I[4] [8] [2] [1]

Nhóm III:

2(1) 2(2)

2(4) 3(8) I

2(3)2(6)