a) Nguyên lý làm việc : Quá trình thực hiện quy trình khoan 3 lỗ gồm 11 nhịp. Khi xy lanh A(kẹp) kẹp chi tiết và giữ yên thì xy lanh B(khoan) thực hiện khoan lỗ thứ 1 và xy lanh B lui về. Lúc này xy lanh C(đẩy) sẽ đẩy bàn trượt lên nữa chu trình cham CTHT S56 thì xy lanh B khoan lỗ thứ 2 và cũng lùi về. Khi đó, khi xy lanh C được đẩy lên nữa chu trình còn lại gặp CTHT S6 thì xy lanh B khoan lỗ thứ 3 và sau đó cũng lùi về. Tiếp theo đó, xy lanh A và xy lanh C cũng đồng thời lùi về. Kết thúc chu trình khoan 3 lỗ. Gia công lỗ có đường kính d=16mm Chiều sâu cắt: t =162= 162= 8 mm Lượng chạy dao S=0,3 mmvòng Tốc độ cắt được tính theo công thức: Trong đó: Cv , m , x , y , q – hệ số mũ. với vật liệu gia công là gang xám HB190, vật liệu lưỡi cắt là thép gió P6M5 có: CV = 42,7; q = 1; y = 0,8; m = 0,125 T: Chu kỳ tuổi bền dao. Ta có: T = 60 phút. Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt, phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể: kv = kMV. klv.kuv kMV: hệ số phụ thuộc vào chất liệu của vật liệu gia công: kn = 1, nv = 1,3 ; với gang xám : HB = 190 (Ncm2) kMV = 1 Klv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan. Klv = 1 kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt : kuv = 0,83 Vậy ta có: kv= 1. 1. 0,83 = 0,83 V = = 82,38 (mphút). n = = 1639,9 (vongphút). Chọn tốc độ vòng quay trục chính : nm = 1700 (vòngphút). Tốc độ thực tế: Vt = = 85,408 (mphút). Lực cắt P0: Po = 10.Cp. Dq Sy.kp Trong đó : Cp, q, y là các số mũ và hệ số Cp = 42,7; q = 1; y = 0,8 Kp – hệ số tính đến gia công thực tế, trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công và được xác định bằng: kp= kMP Ta có: kp= P0 = 10.42,7.161.0,30,8.1= 2608 (N) Mômen xoắn Mx Nm:
GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 THIẾT KẾ MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG VỚI CHU TRÌNH KHOAN LỖ I.SƠ ĐÒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG VỚI CHU TRÌNH KHOAN LỖ Cấu tạo: a) Nguyên lý làm việc : Quá trình thực quy trình khoan lỗ gồm 11 nhịp Khi xy lanh A(kẹp) kẹp chi tiết giữ yên xy lanh B(khoan) thực khoan lỗ thứ xy lanh B lui Lúc xy lanh C(đẩy) đẩy bàn trượt lên chu trình cham CTHT S56 xy lanh B khoan lỗ thứ lùi Khi đó, xy lanh C đẩy lên chu trình cịn lại gặp CTHT S6 xy lanh B khoan lỗ thứ sau lùi Tiếp theo đó, xy lanh A xy lanh C đồng thời lùi Kết thúc chu trình khoan lỗ Gia cơng lỗ có đường kính d=16mm Máy Khoan Tự Động Trang GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 II TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT KHI KHOAN - Chiều sâu cắt: t =16/2= 16/2= mm - Lượng chạy dao S=0,3 mm/vịng - Tốc độ cắt tính theo cơng thức: V Máy Khoan Tự Động CV D q kV T m S y Trang GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 Trong đó: Cv , m , x , y , q – hệ số mũ với vật liệu gia công gang xám HB190, vật liệu lưỡi cắt thép gió P6M5 có: CV = 42,7; q = 1; y = 0,8; m = 0,125 - T: Chu kỳ tuổi bền dao Ta có: T = 60 phút - Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt, phụ thuộc vào điều kiện cắt cụ thể: kv = kMV klv.kuv kMV: hệ số phụ thuộc vào chất liệu vật liệu gia công: k MV 190 k n HB nv kn = 1, nv = 1,3 ; với gang xám : HB = 190 (N/cm2) kMV = Klv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan Klv = kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt : kuv = 0,83 Vậy ta có: kv= 1 0,83 = 0,83 42,7.160, 25.0.83 V= = 82,38 (m/phút) 600,125.0,30,55 n= 1000.V 1000.82,38 = 1639,9 (vong/phút) D 16 Chọn tốc độ vòng quay trục : nm = 1700 (vịng/phút) Tốc độ thực tế: Vt = 16.1700 = 85,408 (m/phút) 1000 Lực cắt P0: Po = 10.Cp Dq Sy.kp Trong : Cp, q, y số mũ hệ số Cp = 42,7; q = 1; y = 0,8 Kp – hệ số tính đến gia cơng thực tế, trường hợp phụ thuộc vào vật liệu gia công xác định bằng: kp= kMP Ta có: kp= 0,6 1 0,6 P0 = 10.42,7.161.0,30,8.1= 2608 (N) - Mơmen xoắn Mx [Nm]: Máy Khoan Tự Động Trang GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 Mx = 10.CM.Dq.Sy.kp Tra bảng ta có: CM = 0,021; q = 2; y= 0,8 Mx = 10.0,021.162.0,30,8.1= 20,5 (N.m) Cơng suất tính sau: Nc = M x n 20,5.1700 = 3,57 (KW) 9750 9750 III CÁC THÔNG SỐ XÁC ĐỊNH TRƯỚC: 1.Xác định cấu chấp hành (1) ( cấu mang dao ) Các thông số cho trước : - Lực chạy dao lớn : P1max = 10000 N - Lượng chạy dao nhanh: S01 = Vmin = 2000 mm/phút - Lượng chạy dao lớn : S1max = V1max = 600 mm/phút - Lượng chạy dao nhỏ : S1min = V1min = 20 mm/phút - Trọng lượng bàn máy : G1 = 2000 N 2.Xác định thông số xấu kẹp chặt (2) - Lực kẹp: P2max = 1000 N Lượng chạy kẹp nhanh: S01 = Vmax = 1000 mm/phút Lượng chạy kẹp chi tiết : S1 = V1min = 100 mm/phút Trọng lượng cấu kẹp: G2 = 150 N 3.Xác định thông số đẩy phôi (3) - Lực đẩy: P3max = 1000 N Lượng chạy đẩy phôi chậm: S01 = Vmin = 100 mm/phút Lượng chạy đẩy phôi nhanh: S1max = V1max = 1000 mm/phút Trọng lượng cấu kẹp: G3 = 100 N IV XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG ĐỂ CHỌN BƠM: 1a.Xác định lưu lượng pittông cấu mang dao : -Dựa vào lực cắt lớn p=10000 Ta chọn áp xuất theo bảng trang 79 sách truyền động dầu ép ρ=9bar=9.105 N/m2 -dựa vào lực áp suất ta tính sơ đường kính xylanh: p2 104 2 118 mm D = 3,14.9.105 Máy Khoan Tự Động Trang GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 -Đường kính xilanh chọn theo dãy số tiêu chuẩn : D = 125 mm - Áp suất buồng mang cần pittông : p2 = bar -Tiết diện pittông buồng công tác : = 12260 mm2 = 122,6 cm2 = -Trong máy công cụ thường chọn : i = =2 -Tiết diện pittông buồng chạy không : = = 61,3 cm2 -Đường kính cần đẩy d1 d1 = F1 F2 122, 61,3 2 8,8cm 88mm 3,14 -Đường kính xilanh chọn theo dãy số tiêu chuẩn : d = 90 mm - Vậy tiết diện thực tế pittông buồng chạy không = = 59 cm2 -Phương trình cân tĩnh lực tác dụng lên pittông p1F1 - Pmax – Pm – p2F2 = Với Pm lực ma sát -Nếu lấy hệ số ma sát sóng trượt đầu trượt µ = 0,2 Pm = µ.G = 0,2.2000 = 400 N Suy => p1 = Pmax Pm F 10000 400 9.105 p2 17.3.105 N 17.3bar m F1 F1 126.10 -Lưu lượng khỏi hệ thống làm việc với vận tốc nhỏ Qmin = F1.V1min = 122,6 = 245,2 cm3/phut = 0,25 lit/phút -Lưu lượng khỏi hệ thống làm việc với vận tốc lớn Qmax = F1.Vmax = 122,6.60 = 7356 cm3/phut = 7,356 lit/phút -Lưu lượng cần thiết để thực chạy dao nhanh lúc : Qđi = F1.V0 = 122,6 100 = 12.26 lit/phút -Lưu lượng cần thiết để thực chạy dao nhanh lúc : Qvề = F2.V0 = 59 100 = 0.59 lit/phút Máy Khoan Tự Động Trang GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 -Kiểm tra điều kiện lực cắt Ptt = p1.F1 = 17,3.105 122,6.10-4 = 21200 N > Pmax=12000 N 1b.Xác định lưu lượng acquy dầu : Đẻ có hành trình chạy khơng ta sử dụng lưu lượng dầu thời gian ngắn ta dùng bơm dầu có lưu lượng lớn lãng phí.ta khắc phuc cách thử dung ác quy dầu muốn ta phải kiểm tra diều kiện để dùng ắc quy dầu dự trữ số lượng dầu Ta chọn gắn ắcquy dầu đường vào hệ thống điều kiện : Qắcquy Qđi - Qvề =12.26 – 0.59 = 11.67 lít/phút 2.Xác định lưu lượng pittơng cấu kẹp : -Dựa vào lực cắt lớn p=1000 Ta chọn áp xuất theo bảng trang 79 sách truyền động dầu ép ρ=3bar=3.105 N/m2 -dựa vào lực áp suất ta tính sơ đường kính xylanh: D = p2 1000 2 65.1mm 3,14.3.105 -Đường kính xilanh chọn theo dãy số tiêu chuẩn : D = 65mm - Áp suất buồng mang cần pittông : p2 = 3bar -Tiết diện pittông buồng công tác : = 5.32 14 = 3316.625 mm2 = 33,16 cm2 -Trong máy công cụ thường chọn : i = =2 -Tiết diện pittông buồng chạy không : = 16.58 cm2 -Đường kính cần đẩy d1 d1 = F1 F2 33.16 16.582 = =45.3mm 3.14 3.14 -Đường kính xilanh chọn theo dãy số tiêu chuẩn : d = 45mm - Vậy tiết diện thực tế pittông buồng chạy khơng Máy Khoan Tự Động Trang GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 F2= 33.5 cm2 -Phương trình cân tĩnh lực tác dụng lên pittông p1F1 - Pmax – Pm – p2F2 = Với Pm lực ma sát -Nếu lấy hệ số ma sát sóng trượt đầu trượt µ = 0,2 Pm = µ.G = 0,2.2000 = 400 N Pmax Pm F2 1000 30 3.105.3.3 p2 6,23.105 N 6bar Suy => p1 = 4 m F1 F1 126.10 1.6 -Lưu lượng khỏi hệ thống làm việc với vận tốc nhỏ Qmin = F1.V1min = 33 10 = 330 cm3/phut = 0.3 lit/phút -Lưu lượng khỏi hệ thống làm việc với vận tốc lớn Qmax = F1.Vmax = 15.58.100 = 158.8cm3/phut = 1.6 lit/phút -Kiểm tra điều kiện lực cắt Ptt = p1.F1 = 6.105 33.1610-4 = 1980 N > Pmax=12000 N 3.Xác định lưu lượng pittông cấu kẹp : -Dựa vào lực đẩy lớn p=1000 Ta chọn áp xuất theo bảng trang 79 sách truyền động dầu ép ρ=3bar=3.105 N/m2 -dựa vào lực áp suất ta tính sơ đường kính xylanh: D = p2 1000 2 65.1mm 3,14.3.105 -Đường kính xilanh chọn theo dãy số tiêu chuẩn : D = 65mm - Áp suất buồng mang cần pittông : p2 = 3bar -Tiết diện pittông buồng công tác : = 5.32 14 = 3316.625 mm2 = 33,16 cm2 -Trong máy công cụ thường chọn : i = =2 -Tiết diện pittông buồng chạy khơng : Máy Khoan Tự Động Trang GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 = 16.58 cm2 -Đường kính cần đẩy d1 d1 = F1 F2 33.16 16.582 = =45.3mm 3.14 3.14 -Đường kính xilanh chọn theo dãy số tiêu chuẩn : d = 45mm - Vậy tiết diện thực tế pittông buồng chạy không F2= 33.5 cm2 -Phương trình cân tĩnh lực tác dụng lên pittơng p1F1 - Pmax – Pm – p2F2 = Với Pm lực ma sát -Nếu lấy hệ số ma sát sóng trượt đầu trượt µ = 0,2 Pm = µ.G = 0,2.2000 = 400 N Pmax Pm F2 1000 30 3.105.3.3 p2 6,23.105 N 6bar Suy => p1 = 4 m F1 F1 126.10 1.6 -Lưu lượng khỏi hệ thống làm việc với vận tốc nhỏ Qmin = F1.V1min = 33 10 = 330 cm3/phut = 0.3 lit/phút -Lưu lượng khỏi hệ thống làm việc với vận tốc lớn Qmax = F1.Vmax = 15.58.100 = 158.8cm3/phut = 1.6 lit/phút -Kiểm tra điều kiện lực cắt Ptt = p1.F1 = 6.105 33.1610-4 = 1980 N > Pmax=12000 N V KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ẮC QUY DẦU: Máy Khoan Tự Động Trang GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 Thể tích dầu cần thiết ắc quy dầu : Vd = 0,025 Qbơm = 0,025 50= 1.25 lít Thể tích tồn phần ắc quy dầu : V = (9 11) Vd = 10 1,25=12,5 lít > 11,67 lít Vậy gắn ắc quy dầu hệ thống làm việc ổn định VI CHỌN BƠM VÀ BẢNG TỔNG KẾT CÁC THƠNG SỐ VÀ TÍNH TỐN BỘ ỔN TỐC: Tính tốn ổn tốc cấu chấp hành (1) Để đảm bảo thực lực chạy dao lớn gia công với lượng chạy dao lớn tính tốn áp suất ta cần ý đến tổn thất cấu dầu ép Đối với van đảo chiều năm cửa vị trí 5/2, tổn thất áp suất cửa vào cửa lấy Δp1 = 0,15 bar Tổn thất áp suất đường vào Δp2 = 1,5 bar Tổn thất áp suất đường vào Δp3 = 0,5 bar Tổn thất áp suất ống nối Δp4 = 0,25 bar Tùy thuộc vào lưu lượng, độ giảm áp van tiết lưu ổn tốc thường : bar độ giảm áp van giảm áp thường có từ Do đó, tổng giảm áp giảm tốc lấy : Δp5 = 3+3 = bar Tổng áp suất tổn thất đường vào áp suất bơm : P0 = Δp1 + Δp2 + Δp3 + Δp4 + Δp5 + p1 P0 = 0,15 + 1,5 + 0,5 + 0,25 + + 17,3 = 25,7bar Nếu tính tổn thất lọc gây nên đảm bảo áp suất cần thiết, ta lấy p0= 32 bar Tính tốn ổn tốc cấu chấp hành (3) Từ sơ đồ thủy lực ta thấy đường động dầu nối với van cản nên lấy p2=3 bar Do hiệu áp Δps = p1-p2 = 9– = bar Khi chạy không, động dầu cần thiết hiệu áp định Hiệu áp tùy thuộc vào kết cấu động dầu thay đổi theo số vòng quay Với nmax=1639,9 vịng/phút hiệu áp cần thiết chạy khơng Δpc =7 bar Trên sở mô men yêu cầu, ta tính lượng giảm áp có ích: Δp = M/mđ = 20/0,41 = 48,8 bar Từ tính tốn ta xác định áp suất nguồn cần thiết: po = Δps + Δpc + Δp = + + 48,8 = 64,8 bar Máy Khoan Tự Động Trang GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 3.CHỌN BƠM: Qbơm = Q1max + Q2max + Q3max Qbơm = 12.26 + 1.6 + 1.6 =15.46 lít/phút Vi ta co thêm bơm dầu nên ta chọn bơm theo bảng trang 157 sách truyền động dầu ép máy cắt kim loại Q=50lít/phút 4.BẢNG KIỂM TRA THƠNG SỐ: Bảng tổng kết: Cơ cấu chấp hành Thông số cho trước Máy Khoan Tự Động Thơng số tính tốn Trang 10 GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM Cơ cấu mang đầu khoan SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 Lực chạy dao lớn : P1max = 10000 N d1= 90 mm Lượng chạy dao nhanh: S01 = Vmin = 1000 mm/phút p1 = 17,3bar Lượng chạy dao lớn : S1max = V1max = 600 mm/phút Lượng chạy dao nhỏ : S1min = V1min = 20 mm/phút Qmin = 0,25 lit/phút Qmax = 7,356 lit/phút Qvề= Q1max = 12.26lit/phút Trọng lượng bàn máy : G1 = 2000 N Đường kính xilanh chọn theo tiêu chuẩn D = 125 mm Áp suất buồng mang cần pittông: p2 = bar Cơ cấu kẹp chặt Lượng chạy kẹp nhanh: S01 = Vmax = 1000 mm/phút Lượng chạy kẹp chi tiết : S1 = V1min = 100 mm/phút Trọng lượng cấu kẹp: G2 = 150 N Lực kẹp: P2max = 1000 N Đường kính xilanh chọn theo tiêu chuẩn D2 = 65 mm d = 45 mm p1 = 6bar Qvào = 0.3 lit/phút Qra = 1.6 lit/phút = Q2max P2 = 3bar Cơ cấu đẩy phôi Lượng chạy kẹp nhanh: S01 = Vmax = 1000 mm/phút Lượng chạy kẹp chi tiết : S1 = V1min = 100 mm/phút Trọng lượng cấu kẹp: G2 = 100 N Lực kẹp: P2max = 1000 N Đường kính xilanh chọn theo tiêu chuẩn D2 = 65 mm Máy Khoan Tự Động d = 45 mm p1 = 6bar Qvào = 0.3 lit/phút Qra = 1.6 lit/phút = Q2max Trang 11 GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: CAO TIẾN SỸ MSSV: 10303069 p1 = 3bar Chọn bơm với Q=50 lit/phút Máy Khoan Tự Ñoäng Trang 12 ... Pm F2 1000 30 3. 105 .3. 3 p2 6, 23. 105 N 6bar Suy => p1 = 4 m F1 F1 126.10 1.6 -Lưu lượng khỏi hệ thống làm việc với vận tốc nhỏ Qmin = F1.V1min = 33 10 = 33 0 cm3/phut = 0 .3 lit/phút -Lưu... Pm F2 1000 30 3. 105 .3. 3 p2 6, 23. 105 N 6bar Suy => p1 = 4 m F1 F1 126.10 1.6 -Lưu lượng khỏi hệ thống làm việc với vận tốc nhỏ Qmin = F1.V1min = 33 10 = 33 0 cm3/phut = 0 .3 lit/phút -Lưu... pittông : p2 = 3bar -Tiết diện pittông buồng công tác : = 5 .32 14 = 33 16.625 mm2 = 33 ,16 cm2 -Trong máy công cụ thường chọn : i = =2 -Tiết diện pittông buồng chạy khơng : Máy Khoan Tự Động Trang