CHƯƠNG I: TÌM HIỂU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT LẬP SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC CỦA MÁY 1.1 Tìm hiểu khả năng công nghệ của phương pháp tiện: Máy tiện là máy cắt kim loại đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí. Máy tiện thƣờng đƣợc phân thành máy tiện vạn năng và máy tiện chuyên dùng. Máy tiện vạn năng đƣợc phân ra gồm máy tiện phổ thông và máy tiện ren. Còn máy tiện chuyên dùng thì tùy theo công dụng của từng loại máy mà có tên gọi khác nhau.
Ví dụ: máy tiện hớt lƣng, máy tiện trục khuỷu, máy tiện ren chính xác… Máy tiện vạn năng đƣợc sử dụng để thực hiện nhiều công việc khác nhau. Để gia công nhiều loại chi tiết khác nhau nhƣ: tiện trong, tiện ngoài, tiện côn, thực hiện gia công các mặt tròn xoay, tiện cắt đứt khoan khoét lỗ, ta rô làm ren… Hiện nay máy tiện có thể gia công đƣợc các chi tiết có đƣờng kính từ 95 – 5000 mm, chiều dài từ 125 – 24000 mm. Đối với máy tiện ren vít vạn năng đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ máy 1K62, 16K20, T6M16,… Khi gia công ren thì máy có thể gia công đƣợc các bƣớc ren nhƣ sau: - Ren Quốc tế từ 1 đến 192 mm; - Ren Anh - Ren picth từ 96 đến 1 mô đun/ 1 tấc Anh: ( ) -Ren mô đun( từ 0.8 mm) : tp =π ( Đối với máy 1K62) Ngoài ra có thể gia công ren khuếch đại, ren măt đầu, ren chính xác… Còn khi tiện trơn thì ngƣời ta có thể tiện mặt trụ, tiện mặt đầu, tiện rãnh, tiện cắt đứt… Vì vậy có chuyển động tiện trơn chạy dao dọc và tiện trơn chạy dao ngang.2 Chuyển động tạo hình và sơ đồ kết cấu động học: 1 .1 Các chuyển động tạo hình : Trong máy tiện chuyển động chính là chuyển động quay tròn của phôi tức là trục chính, đây là chuyển động tạo ra tốc độ cắt gọt còn chuyển động của dao theo phƣơng dọc và phƣơng ngang đảm bảo cho dao ăn liên tục vào lớp kim loại, tạo ra năng suất gia công và độ nhẵn bề mặt gia công. Chuyển động chính và chuyển động chạy dao gọi là chuyển động cơ bản trong máy bên cạnh đó còn có những chuyển động khác không trực tiếp cắt gọt nhƣng cần phải có nhƣ tiến dao nhanh, lùi dao gọi là các chuyển động phụ.
SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 3 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Sau đây là các chuyển động cụ thể về công nghệ tiện: 1.1 Tiện bằng dao phá thẳng : - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; Q1 n S T2 Hình 1.1 - Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lƣợng chạy dao S.2 Tiện bằng dao phá đầu cong : - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lƣợng chạy dao S.2 SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 4 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN 1.3 Tiện bằng dao vai - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lƣợng chạy dao S.4 Tiện bằng dao xén mặt đầu - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T3 vuông góc với trục phôi với lƣợng chạy dao S Q1 n S T3 Hình 1.5 Tiện cắt đứt - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lƣợng chạy dao S.5 SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 5 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN 1.6 Tiện định hình : - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lƣợng chạy dao S.7 Tiện định hình - Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lƣợng chạy dao S.7 SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 6 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Ngoài ra máy tiện ren vít vạn năng còn thực đƣợc các khả năng công nghệ sau: Hình 1.8 Kết luận: từ trên ta thấy chuyển động tạo hình trên máy gồm mọi chuyển động tƣơng đối giữa phôi và dao trực tiếp tạo ra bề mặt gia công. Các chuyển động tạo hình đơn giản khi các chuyển động độclập với nhau, chuyển động phức tạp khi các chuyển động phụ thuộc nhau trong quá trình tạo hình. SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 7 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Ngoài ra ta cần quan tâm đến một số phƣơng pháp tạo hình bề mặt nhƣ phƣơng pháp chép hình, là phƣơng pháp mà trong đó biên dạng lƣỡi cắt giống bề mặt cần gia công. Phƣơng pháp bao hình là lƣỡi cắt khi chuyển động sẽ tạo ra các bề mặt, đƣờng hoặc điểm luôn luôn tiếp xúc bề mặt gia công, tập hợp tất cả những điểm tiếp xúc này chính là đƣờng sinh bề mặt gia công và bề mặt tạo hình không phụ thuộc vào biên dạng lƣỡi cắt và phƣơng pháp cắt theo vết dùng trong máy công cụ điều khiển số.2 Phân tích các chuyển động -Thiết kế sơ đồ kết cấu động học : Để mô tả chuyển động của các loại chuyển động từ nguồn động cơ đến cơ cấu chấp hành khác ta sử dụng sơ đồ kết cấu động học.
Để tạo hình bề mặt các chi tiết máy khi gia công chúng bằng phƣơng pháp cắt gọt, máy phải tạo cho phôi và dao các chuyển động tƣơng đối với nhau. Đối với máy tiện khi tạo hình bề mặt cho một chi tiết máy thì máy cũng phải tạo cho phôi chuyển động quay và cho dao chuyển động tịnh tiến. Tùy vào chi tiết mà quy định phƣơng chuyển động của dao, nếu là mặt trụ tròn thì dao chỉ chuyển động tịnh tiến theo phƣơng dọc trục. Còn đối với bề mặt tròn xoay thì chuyển động của dao là tổng hợp của hai phƣơng chuyển động theo hƣớng trục và hƣớng tâm.
Trong đó mâm cặp và bàn dao là hai cơ cấu chấp hành để thự hiện chuyển động của máy. Mâm cặp đƣợc gắn với trục chính để điều chỉnh chuyển động của trục chính thì ta có hộp tốc độ, còn hộp chạy dao để điều chỉnh bàn dao. Để tạo ra chuyển động tƣơng đối giữa dao và phôi thì giữa chúng với nhau hoặc vói nguồn chuyển động phải có mối liên hệ về chuyển động nhất định. Tất cả các khâu liên hệ theo một quy luật nhất định, tạo nên một xích truyền động gọi là xích động.
Máy tiện ren vít vạn năng gồm có hai xích động: xích tốc độ và xích chạy dao - Xích tốc độ: Xích tốc độ từ động cơ qua tỷ số truyền cố định qua hộp tốc độ truyền chuyển động quay cho phôi. - Xích chạy dao: Xích chạy dao truyền từ phôi đến hộp tốc độ dến vít me, bàn dao. Xích này truyền chuyển động tịnh tiến cho dao và phối hợp giữa chuyển động quay của phôi và chuyển động tịnh tiến của dao. Ta có các sơ đồ kết cấu động học của máy tiện ren vít vạn năng: SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 8 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN 1 2 3 4 AC 5 is iv 6 tx 8 7 Sơ đồ 1 1 2 3 AC 4 is iv 5 7 tx 6 Sơ đồ 2 1 2 3 AC 4 5 6 tx AC Sơ đồ 3 * Phương án 1: Không có mối liên hệ trực tiếp giữa số vòng quay trục chính và lƣợng chạy dao nên khó điều chỉnh máy để gia công, cần tìm mối quan hệ của V,S cũng khó khăn.
SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 9 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN * Phương án 2: có mối quan hệ mật thiết giữa tốc độ quay trục chính và lƣợng chạy dao S nên dễ điều chỉnh chế độ cắt khi gia công các chi tiết khác nhau * Phương án 3: sử dụng 2 động cơ nên gây tốn kém, việc bố trí nhiều động cơ làm máy thêm cồng kềnh. Hơn nửa nó cũng không có mối quan hệ trực tiếp giữa tốc độ cắt và lƣợng chạy dao Chọn phƣơng án 2 là tối ƣu hơn cả Từ đó ta có phƣơng trình xích động: Xích tốc độ: nđc ×i1−2 ×iv ×i3−4 = ntc Xích cắt ren: 1vòngtc×i4−5 ×is ×i6−7 ×tx = tp Với: nđc; ntc : là số vòng quay của động cơ và trục chính; nđc; i3−4; i4−5; i6−7 : là tỷ số truyền cố định; is, iv là tỉ số truyền hộp tốc độ và hộp chạy dao tp là bƣớc ren cần gia công. Từ đó suy ra: iv = is = SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 10 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN CHƯƠNG II: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY 2.1 Tính toán xác định các thông số kĩ thuật của máy.1 Thông số động học: 2.1 Xác định vận tốc cắt Vc: - Đƣờng kính lớn nhất gia công đƣợc trên máy: Dmax = 320mm Ta có phạm vi điều chỉnh đƣờng kính chi tiết gia công: (II-4 tài liệu [1]) - Chọn đƣờng kính nhỏ nhất: mm - Chiều sâu cắt lớn nhất và nhỏ nhất: √ √ (II-25 tài liệu [1]) Với C = 0.7 trong trƣờng hợp đối với thép. ( ) chọn ( ) - Lƣợng chạy dao lớn nhất và nhỏ nhất : Smax = ( ) tmax (II-27 tài liệu [1]) Chọn Smax= tmax = 0.7 (mm/vòng) Smin =( ) S max; Chọn Smin= Smax =0.07 (mm/vòng) - Xác định vận tốc cắt lớn nhất và nhỏ nhất : (II-29, II-30 tài liệu [1]) Trong đó: T: là tuổi bền dao, đối với dao tiện T = (30÷60) phút , chọn T = 45 phút.
m, x, y, Cv là các số mũ tra bảng (5-17) STCNCTM tập 2.8 Vmax= ( ) Vmin = ( ) SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 11 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN 2.2 Xác định số vòng quay tới hạn : (vg/ph) (vg/ph) (vg/ph) Sơ bộ ta thấy n =21. Ta có thể chọn tốc độ cho máy thiết kế là: nmin =22.3 Phạm vi điều chỉnh số vòng quay : 2.4 Xác định công bội : Do chuỗi số vòng quay đƣợc phân bố theo quy luật cấp số nhân nên ta có 1≤≤ 2 Theo bảng công bội ta có: ϕ=1.06 và 2 rất ít dùng. Nó chỉ có ý nghĩa phụ để tính toán các cơ cấu truyền động của nhóm gấp bội, nhóm khuếch đại hoặc hộp tốc độ của những máy lớn.26 đƣợc dùng ở những máy cần điều chỉnh chính xác chế độ cắt để gia công hàng khối hoặc hàng loạt lớn nhƣ ở máy tự động và bán tự động.