Chuyển động học trong máy cắt kim loại - Chương 8a

Máy là tất cả như ng công cụ hoạt động theo nguyên tắc cơ học dùng làm thay đổi một cách có ý thư c về hình dáng hoặc vị trí của vật thể. Cấu trúc, hình dáng và kích thư ớc của máy rất khác nh

156MÁY TỰ ĐỘNG- 2006 - 157ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY TƯ Ï ĐỘNG 158CHƯƠNG VIIIĐẠI CƯ ƠNG VỀ MÁY TƯ Ï ĐỘNGI. Khái NiệmI.1. Vai trò: Công cụ sản xuất luôn đư ợc cải tiến, thay đổi dần tư ø thô sơ đơn giảnlên công cụ cơ khí hóa, công cụ tư ï động hóa. Cách mạng về công cụ sản xuất gắn liền với các cuộc cách mạngkhoa học kỹ thuật, cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần I với nội dung chủ yếulà cơ khí hóa, bắt đầu vào thế kỷ 18.Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần II bắt đầu vào đầu thế kỷ -21 với nội dunglà tư ï động hóa và linh hoạt hoá các quá trình sản xuất, khoa học kỹ thuật đã đạtđến trình độ cao.H. VIII.1. Máy tiện tư ï động điều khiển bằng cam 159I.2. Tự động hóa là gì: ? Cơ khí hóa là thay thế sư ùc lư ïc của con ngư ời bằng máy móc để thư ïchiện nhanh, như õng công việc tinh vi, phư ùc tạp, nặng nhọc. Tư ï động hóa là khả năng cơ khí hóa ở trình độ cao máy móc thư ïc hiệnnhanh chóng các quá trình sản xuất mà không cần sư ï điều khiển trư ïc tiếp của conngư ời.- Hiệu quả lao động của máy tư ï động hóa:- Công suất lớn, làm việc liên tục 24/ 24.- Tốc độ cao, giảm đư ợc thời gi an gia công.- Thay thế con ngư ời làm như õng công việc nặng nhọc, độc hại … .- Ngư ời công nhân có thể theo dõi nhiều máy cùng một lúc.- Máy móc tư ï động đã thay thế con ngư ời để điều khiển các quá trình sa ûnxuất, phư ùc tạp tinh vi, với năng suất cao và chất lư ợng tốt như : NC, CNC, FMS ( flexible manufacturing system),…- Thay thế con ngư ời ở như õng điều kiện làm việc nặng nhọc, độc hại nguyhiểm, giảm thời gian lao động và có thể làm việc liên tục .II . Lý thuyết về năng suất của máy tự động: Nội dung chủ yếu: là giảm thời gian chạy không để tăng năng suất laộng.- Thời gian gia công một sản phẩm, hay thời gian 1 chu kỳ gia c ông- Kí hiệu: T, tính theo công thư ùc sau:(Phút)ƠÛ đây:lvt- thời gian làm việc Tck- thời gian chạy không, gồm thời gian tiến vào, lùi ra đóng mở cáccơ cấu máy… … . Năng suất của máy tư ï động Q: là số sản phẩm máy làm ra trong một đơn vòthời gian.(Chiếc / Phút)Nếu t ck= 0, thì năng suất bằng:(1.2)- K: gọi là năng suất công nghệ của máy, nó tư ợng trư ng cho năng suất củamột chiếc máy “ lí tư ởng “ tư ï động cắt gọt liên tục, không có hành trình chạykhông.Thay trò số:KTlv1, tư ø công thư ùc (1.2) vào công thư ùc (1.1), ta có:(1.3)cklvttT cklvttTQ11KTQlv1 11 11KtKKtKQckck 160Trong đó; : gọi là hệ số năng suất của m áy,, nó xác đònh mư ùc độ sư û dụng máy có hiệu quả.- Chú ý: tư ø (1.3) ta có:: Đôi khi còn gọi là “ mư ùc độ gia công liên tục của quá trình côngnghệ” giá trò của nó trùng với hệ số năng suấtcủa máy tư ï động.Ví dụ: Trong một chu kì gia công tlv = 0.4 phút; tck = 0.8 phút, như vậynăng suất công nghệ K=4.01= 2.5 (chiếc / phút) và hệ số năng suất:-Tư ùc thời gian có ích của máy chỉ chiếm 33% của chu kì gia công.-Theo công thư ùc (1.3) thì năng suất của máy Q phụ thuộc vào năng suấtcông nghệ K và hệ số năng suất . Muốn tăng Q liên tục thi phải đồng thời tăngK và, tư ùc giảm đồng thời, thơiø gian làm vie äc(tlv) và thời gian chạy không (tck). Nếu chỉ có một trong hai thành phần này giảm thì gia trò Q sẽ tiến đếnmột gia trò giới hạn nhất đònh. Có hai trư ờng hợp năng suất tiến đến một giá trò giới hạn: ( chiếc/ phút)( chiếc/ phút)+ Đư ờng 1 ( hình 1.3) chỉ rằng Q = K ( năng suất lí tư ởng), nếu Tck = 0.+ Như ng vì Tck 0 nên có đư ờng công năng suất thư ïc tế 2. trong trư ờng hợp nàydù có tăng K tới đâu thì năng suất Q vẫn tiến đến giới hạnckT1,chư ù không tăng tỉlệ với K, vì khi K tăng thì trò số:cktK.11 lại giảm.cktK .11TttTTQlvlv1:1Ttlv33.08,0.5,211KtKKQcktLimck.10maxckcktKllKKQLimlv1.10maxH. VIII.2. Dồ thò năng suất 161 Các đư ờng cong trên (hình 1.4) cho thấy mối quan hệ giư õa K và.Ví dụ: Gia công chi tiết có: L =100 mm, S = 0,1 ( mm/ vòng), Tck = 1 ( phút), ( đư a dụng cụ vào và ra, đo, kiểm tra,… )Số vòng quay trục chính: ntc = 1000 (vòng / phút).Vậy số vòng quay cần thiết để gia công phôi:10001.0100SLn (vòng)Năng suất của máy: Q = k.  (chiếc / phút)Năng suất công nghệ K:11nnTKtclv (chiếc/ phút)Hệ số năng suất :5.01.111.11cktKNăng suất của máy: Q = k.  =1.0,5 = 0,5 (chiếc /phút) Giả sư û có thể nâng k = 50 ( chiếc / phút) lúc đó hệ số năng suất và năng suấtcủa máy Q = K.  = 50.0,02 = 1 (chiếc /phút) Để tăng năng suất lên 50 lần cần như õng phí tổn về kỹ thuật rất lớn, như ngnăng suất thư ïc tế chỉ tăng 2 lần.Kết luận: muốn tăng năng suất Q của máy đồng thời với việc giảm thờigian làm việc, để tăng năng suất công nghệ K, phải giảm thời gian chạy không(Tck). Lòch sư û phát triển của mát tư ï động có thể biểudiển bằng đồ thò dư ới đây, Sau khi chế tạo loại máy đầu tiên ngư ời sảnxuất cố tận dụng khả năng của chúng bằng cáchtăng cư ờng độ gia công ( tăng K),- Như ng đến một lúc nào đó K tăng mà Q sẽ khôngtăng, để có năng suất cao hơn nư õa cần có một loạimáy mới với thời gian chạy không bé hơn hoặc vớiqui trình công nghệ mới tốt hơn và như thế các máymới dần dần xuất hiện, các đư ờng cong năng suất ca o dần02.01.5011H. VIII.3. Đồ thò hệ số năng suấtmáyH. VIII.4. Giản đồ phát triển năngsuất máy tự động 162 Năng suất tăng đều trên mỗi đư ờng cong là do tăng K hay giảm thờigian làm việc ( Tlv). Năng suất nhảy vọt tư ø đư ờng cong này lên đư ờng cong kia đôi khi lànhờ có qui trình công nghệ mới, Tlv và Tck đều giảm, như ng chủ yếu là giảm thờigian chạy không Nên nội dung chủ yếu của tư ï động hóa là giảm thời gian chạy không,giúp tăng nhanh năng suất lao động. trên tính tổn thất của máy cho tư øng chu kì làm việc ( gia công xongmột chi tiết) nếu tính cho một thời gian dài thì nó cao hơn, vì nếu thời gian dài sẽphát sinh tổn thất ngoài chu kì, như thay đổi hay điều chỉnh một số dụng cụ đãmòn, sư ûa chư õa hay điều chỉnh lại các cơ cấu máy, đư a loạt ph ôi mới vào máy,kiễm tra sản phẩm, điều chỉnh máy … ., Cư ờng độ gia công càng tăng thì tổn thấtngoài chu kì càng lớn. Trong trư ờng hơp náy tổn thất máy tính theo công thư ùc:Ttt= ttt1+ ttt2+ ttt3+… , là thời gian tổn thất ngoài chu kì tính cho một sản phẩm.tph = tck+ttt là tổng số thời gian phụ ( tổn thất trong và ngoài chu kì). Trong thư ïc tế khi tính đến năng suất phải tính đến các tổn thất trong và ngoàichu kì.III. Nhiệm vụ tự động để giảm tổn thất và nâng caonăng suất:III .1 . Tổn thất loại 1 và Nhiệm vụ tự động hóa chu kỳ. Tổn thất loại 1: Là tổn thất liên quan đến chuyển động chạy không,không trùng với chu kỳ làm việc của máy, lắp phôi, tháo phôi, đổi vò trí của phôi,các cơ cấu đóng mở … v… v Để giảm tổn thất ngư ời ta tìm cách giảm tối đa thời gian chạy khôngxuống mư ùc thấp nhất, hoặc bằng không Đối với dạng sản xất hàng loạt lớn ngư ời ta dùng máy tư ï động nhiều trụcđể gia công, phư ơng pháp này có năng suất gấp 22 lần so với khi gia công trênmáy vạn năng. vì gia công trên máy này tốc độ cắt cao, thời gian gia công vàthời gian chạy không giảm.phttcklvtKKTTTQ11 163Hình 1 và hình 2: biểu diễn phư ơng pháp gia công trụ ngoài theo2 phư ơng pháp:Hình 1: gia công bằng phư ơng pháp cắt thư û L1,L2,L3m Phư ơng pháp nàygiãm đư ợc thời gian chạy không cho tư øng chu kỳ.Hình 2: gia công tư øng lớp mỏng L1,L2,L3. Phư ơng pháp náy tiêu tốn nhiềuthời gian chạy không, dao cắt mau mòn.Hình 3 và hình 4: biểu diễn phư ơng pháp khoan lỗHình 3: khoan lỗ đạt kích thư ớc L1 trư ớc, sau đó khoan lỗ kích thư ớc L2,phư ơng pháp này giảm đư ợc rất nhiều thời gian chạy không, thư ờng đư ợc áp dụngtrong trư ờng hợp vật liệu cư ùng khó gia công, như ng đảm bảo phôi phải cư ùng vư õngkhi khoan, giư õ đư ợc tuổi thọ của mũi khoan đư ợc lâu hơn.Hình 4: cách này thư ờng đư ợc áp dụng để gia công vật liệu mềm, tốn thờigian chạy không khoảng L2III .2. Tổn thất loại 2 và Nhiệm vụ tự động hóa thay thếđiều chỉnh dụng cụ. Là loại tổn thất liên liên quan đến việc giao nh ận mài sư ûa, lắp đặt,điềuchỉnh dụng cụ gia công. Để khắc phục và giảm loại tổn thất này cần phải: Chọn vật liệu làm dao tốt để tăng tuổi thọ của dao cắt, giảm thời gianđiều chỉnh dụng cắt. Ngày nay tổn thất loại II vẫn còn trên máy tư ï động,như ng đư ợc hiện đạihóa và linh hoạt hóa hơn, với sư ï ra đời của máy điều khiển theo chư ơngtrình số, trên máy bố trí 1 ổ dao quay đư ợc, thay dao nhờ vào hệ thốngđiều khiển thủy lư ïc hoặc khí n én, nhanh và an toàn. Ngư ời công nhân có thể điều chỉnh, lắp ghép dao sẳn ở bên ngoài, sau đólắp vào ổ dao để máy tư ï động thay dao. Ngoài ra để giảm tổn thất ngư ời ta còn sư û dụng các cơ cấu đặc biệt tronggiá dao, đồ gá hay trên bàn máy để điều chỉnh dụng cụ chính xác vànhanh chóng… v… v H. VIII.5. Các phương pháp cắt trong chu kỳ gia công 164Các loại dao cắt thông dụng: Kiểu 1: là kiểu lắp dao đa dụng, dể dàng thay đổi kiểu bằng cách thaổi mãnh hợp kim cư ùng, khi chuy ển sang một công đoạn khác(1)thân dao,(2) chốt lắp bộ phận cắt,(3)bộ phận cắt (miếng hợp kim đư ợc gắn lênnó) (4) lỗ vát; (5) vít ép ( cố đònh bộ phận cắt);(6) tiết diện vuông chống xoay. Khi làm việc chỉ xoay bộ phận cắt đến vò trí cần thiết và xiết vít(5) lại Kiểu 2: đây là kiểu thông dụng đư ợc dùng phổ biến.Có kết cấu đơn giản như ng vẫn bảo đảm độ tin cậy cao.(1)thân dao, (2) mặt đònh chuẩn (2) và (3), 4) miếng cắt (bằng hợp kim), (5) ốngkẹp có ren để vặn vít (10) đồng thời trong ống có 3 rãnh tạo với nhau 1 góc 90o,vò trí khi làm việc các góc này quay về phía mặt (2), (12) miếng đệm,giư õa miếngcắt (4) và mặt chuẩn (3), vít (10) có đầu côn (1 1). Khi vặn vít 10 thì các cánh 8 sẽ bò vặn trư ớc cánh 9 và ép miếng cắt 4vào mặt đònh chuẩn 2, nếu tiếp tục vặn vít 10, cánh 9, sẽ ép miếng cắt xuống mặtđònh chuẩn 3. Miếng đệm 12) là để đảm bảo cho mặt đònh chuẩn 3 của dao không bòhư khi miếng cắt (4) bò gãy.III .3. Tổn thất loại 3 và nhiệm vụ nâng cao độ tin cậy củacác hệ thống tự động: Là tổn thất liên quan đến độ tin cậy của hệ thống, bao gồm việc thaổi sư ûa chư õa và điều chỉnh các cơ cấu của máy … Máy tư ï động là máy rất phư ùc tạp, nhiều bộ phận cơ khí nhanh chóngbò mài mòn, nên phải thư ïc hiện tốt công tác bảo trì và sư ûa chư õa máy:+ Bôi trơn thư ờng xuyên cho máy.Kiểu1Kiểu 2:H. VIII.6. các loại dao gá lắp nhanh 165+ Chuẩn bò sẳn các cơ cấu mau mòn để kòp thời thay thế.+ Chế tạo vật liệu, nhiệt luyện tốt, cơ cấu điều khiển hợp lí chính xác,để giảm mài mòn.+ Đònh kỳ kiểm tra cho máy và thư ïc hiện tốt các thiết bò tư ï động.Ví Dụ: Các cơ cấu cam phải dể điều chỉnh và nhẹ nhàn,máy chạy êm không bòrung. Ngày nay trên các máy tư ï động để truyền động êm và giảm masátngư ời ta dùng vít me bi để điều khiển các cơ cấu,nhằm làm tăng khả năng làmviệc và năng suất của máy.III. 4 . Tổn thất loại 4 và nhiệm vụ tự động hóa khâu tổchức: Là khâu liên quan đến tổ chư ùc sản xuất, bao gồm việc phân phối, dọnphôi, thu thành phẩm, đổi ca và điều chỉnh công việc … Để giảm tổn thất phải tư ï động hóa khâu tổ chư ùc … , tư ï động hóa khâutiếp liệu,gá đặt phôi…Tư ï động hóa khâu dọn phoi, ví dụ: trên máy tư ï động có các cơ cấu gạtphôi, qua hệ thống tư ới nguội và đư a phôi ra ngoài, hoặc dùng cơ cấu thu hồiphoi bằng nam châm, để hút phoi vá đư a phoi ra ngoài.Ví Dụ: Các cơ cấu dọn phôi trong quá trình gia công cơ khí đư ợc trìnhbày trong hình dư ới đây:Các cơ cấu dọn phôi, đư a phôi ra ngoài bằng trục xoắn hoặc ba èng băng tải… .,thư ờng đư ợc áp dụng trong các máy tư ï động.H. VIII.6. Các loại đai ốc bi [...]... và m tra chấ lư ợ g sả phẩ i hoạ ộ a y kiể t n n m III.5 Tổn thất loại 5 và nhiệm vụ kiểm tra tự động chất lượng sản phẩm: Là i tổ thấ liê quan đ n chấ lư ợ g củ sả phẩ : loạ n t n ế t n a n m Do việ gia cô g thư û đ u chỉnh má , phô hư hỏ g trong quá trình c n , iề y i n bả quả , vậ chuyể … o n n n Điều chỉnh và xác đònh sai số của máy chọn 1) Đ u chỉnh: iề 166 Đ u chỉnh má chọ ở đ y là iề chỉnh đ... p o y Đ u chỉnh đ ng: đ ợ tiế hàh trong trạ g thá là việ củ má iề ộ ư c n n n i m c a y Dùg chi tiế mẫ đ a và má đ má chọ nhiề lầ xem cá vò trí n t u ư o y ể y n u n c má cầ đ u chỉnh đ chính xá chư a y n iề ã c Xá đ nh số n chọ nhầ và n hàh đ u chỉnh về1 phía nà đ c ò lầ n m tiế n iề o ó 2.Xá đ nh sai số a má chọ : c ò củ y n Sai sốcủ máy chọ do nhiề yế tốgâ nê trong đ đ ng kểlà số a n u u y n ó... giả bớ sai số thờgia gia cô g m t và i n + Sư û dụ g cá dụ g cụđ kiễ có đ chính xá cao, đ kiể tra trư ï n c n o m ộ c ể m c tiế trong quá trình gia cô g như : calip đ lỗ đ ng hồvàpanm e đ lỗ vàđ trụ p n o , ồ o o ngoà… i 6) Tổn thất loại 6 và nhiệm vụ linh hoạt hóa sản xuất tự động III Tổ thấ loạ 4 làloạ tổ thấ liê quan đ n vấ đ thay đ i sả n t i i n t n ế n ề ổ n phẩ gia cô g, gồ việ thay đ i đ gá dụg... tư ơng ư ù g vớ cá thư ớ mẫ ( hoặ chi tiế mẫ ) sốlư ợ g cá thư ớ mẫ do n i c c u c t u n c c u số m chi tiế quyế đ nh, mỗ nhó có hai kích thư ớ giớ hạ nhó t t ò i m c i n - Điều chỉnh có thể là điều chỉnh, tónh hoặc điều chỉnh động: Đ u chỉnh tó làbắ buộ vàđ ợ tiế hàh lú má khô g là việ , iề nh t c ư c n n c y n m c dùg că mẫ hoặ chi tiế mẫ đ đ u chỉnh khoả g cá h giư õ cá đ u đ giư õ n n u c t u... nhâ có thể ư ù g đ ợ nhiề má hơn i n n i n n đn ư c u y - Gọ Q: nă g suấ củ má i n t a y + tbr: tổ g thờgian bậ rộ n i n n + T: thờgian gia cô g mộ chi tiế i n t t Ta cóhệsố n rộ : bậ n t br Q t br ; Q 1 / T T Gọ số y làZ i má : 1 T Z t br Ví dụ: Q = 5 (chi tiế / phú ), tbr = 0.1 (phú / 1 chi tiế) t t t t = 5 0,1 = 0.5 Z = 1/ 0,5 = 2 (má ), vậ trong trư ờg hợ nà ngư ờ cô g nhâ có thểđ ù g 2 y y n p... tiế mẫ nằ cá h giớ hạ trá 1 khoả g X, sai sốchọ nhầ vớ t t u m c i n i n n m i xá suấ S, ta có c t : x 1 S 2 3 x2 2 e 2 dx 1 2 ( z) 1 2 x ( ) Trong đ là m laplace: ó hà đ i vớ cảnhó mẫ , xá suấ bòchọ nhầ sang nhó trá là ố i m u c t n m m i : P 0 1 2 x dx 167 Trong đ : là ó dung sai củ nhó mẫ a m u khai triể phé tính ta có n p : 2 e 2 2 1 P 1 [ 2 x ( )] x 2 khi >3 thì ( / ) 1/2 và vì vậ : y Ta đ... xá ò 2,5.P P 0,4 2 Nhậ xé : Phư ơng phá tìm xá suấ chọ lầ chỉ có nghó trong việ khả sá n t p c t n m a c o t má chọ đ t biệ làchỉ tiê đ chính xá Chư a xá đ nh đ ợ sai sốđ u y n ặ t u ộ c c ò ư c iề chỉnh x Phư ơng phá xá đ nh sai số û má bằ g hai chi tiế mẫ : p c ò cu a y n t u H VIII.9 Phưong pháp xác đònh sai số qua đồ thò - Chọ lấ chi tiế mẫ cókích thư ớ là 1 và 2 nằ ở gầ giớ hạ chia nhó X o n...H VIII.7 Các cơ cấu dọn phôi Dùg má tính đ n tư û trong việ thiế kế tính toá , đ m bả kế ch sả n y iệ c t và n ả o hoạ n xuấ kò tiế đ t p n ộ Ư Ù g dụ g cá biệ phá kỹthuậ hiệ đ i trong cá xư ở g sả xuấ, dùg má n n c n p t n ạ c n n t n y mó thay thế n sư ù lao đ ng củ con ngư ờ c dầ c ộ a i Nế thờ gian là việ củ má... ké ộ a y n n n y ộ n n m hơn má vạ nă g vàthư ờg đ ợ á dụ g trong nguyê cô g gia côg tinh và y n n n ư c p n n n n bá tinh n 169 Ngoà ra đ nâ g cao nă g suấ lao đ ng vàđ chính xá gia côg i ể n n t ộ ộ c n ngư ờ ta có thể û dụ g cá cơ cấ tay má côg nghiệ đ gá lắ và n c huyể i sư n c u y n p ể p vậ n phô thay thế ngư ờ i con i: H VIII.10 Tay máy công nghiệp phục vụ sản xuất 170 ... thư ï tếcủ kế quả chia nhó khả sá nê tiế hàh vớ tư øg gớ hạ chia c a t m o t n n n i n i n nhó m Các phương pháp khảo sát, xác suất chia nhóm sai : Giảthuyế cómộ chi tiế mẫ , kích thư ớ củ nó phâ bố ề trong miề nà t t t u c a n đu n o đ , miề đ đư ợ vạh ra vớ hai giớ hạ trá và i như hình vẽ ó n ó c c i i n i phả : H VIII.8 Đồ thò phân bố miền dung sai Sau khi đ t hai giớ hạ ấ và má , ta cho nhó mẫ qua . 156MÁY TỰ ĐỘNG- 2006 - 157ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY TƯ Ï ĐỘNG 158CHƯƠNG VIIIĐẠI CƯ ƠNG VỀ MÁY TƯ Ï ĐỘNGI. Khái NiệmI.1. Vai trò:. của conngư ời .- Hiệu quả lao động của máy tư ï động hóa :- Công suất lớn, làm việc liên tục 24/ 24 .- Tốc độ cao, giảm đư ợc thời gi an gia công .- Thay thế