CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MÁY TIỆN 1. Đặc điểm công nghệ máy tiện Nhóm máy tiện rất đa dạng, gồm các máy tiện đơn giản, Rơvonve, máy tiện vạn năng, chuyên dùng, máy tiện cụt, máy tiện đứng. Trên máy tiện có thể thực hiện được nhiều công nghệ tiện khác nhau : Tiện trụ ngoài, tiện trụ trong, tiện mặt đầu, tiện côn, tiện định hình. Trên máy tiện có thể thực hiện được doa, khoan và tiện ren, bằng các dao cắt, dao doa, tarô ren.
Kích thước gia công trên máy tiện có thể từ cở vài mili mét đến hàng chục mét (Trên máy tiện đứng) 1 : Thân máy 2 : Ụ trước 3 : Bàn dao 4 : Ụ sau Dạng bên ngoài máy tiện Chuyển động chính của máy tiện làm việc ở chế độ dài hạn, đó là chuyển động quay của mâm cặp, chuyển động tịnh tiến liên tục của bàn dao. Các chuyển động phụ gồm chuyển động phanh cầu dao và ụ sau, kéo phôi,bơm nước, nâng hạ, kẹp và nới xà v. Ở các máy cở nhỏ, người ta thường dùng động cơ lồng sóc để kéo các truyền động cơ bản. Loại động cơ này có ưu điểm về mặt kinh tế ,đơn giản và đặc tính cơ cứng.
Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp cơ khí, trong phạm vi không rộng lắm. Khi máy yêu cầu phạm vi tốc độ rộng thường sử dụng động cơ lồng sóc hai hay nhiều tốc độ. Một trong những đặc điểm của máy tiện cở nặng là yêu cầu điều chỉnh tốc độ động cơ trong phạm vi rộng. Vì vậy phần nhiều người ta dùng động cơ địên một chiều kết hợp với tốc độ 3- 4cấp.
Điều chỉnh tốc độ điện khí được thực hịên bằng cách thay đổi từ thông động cơ, hoặc bằng phương pháp điều chỉnh 2 vùng .S Trần Duy Trinh 8 SVTH: Nguyễn Tuấn Anh Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện Đồ Án Trang Bị Điện 1. Các thông số đặc trưng cho chế độ cắt gọt của máy tiện. Tốc độ cắt Là tốc độ di chuyển tương đối của bàn dao so với chi tiết tại điểm tiếp xúc. Đây là thông số cơ bản để xác đinh chế độ làm việc của máy và để tính toán chế độ cắt gọt của máy, nó phụ thuộc vào các yếu tố như vật liệu làm dao và chi tiết gia công.
- Lượng ăn dao : S (mm/vg) - Chiều sâu cắt : t (mm) - Tuổi thọ của dao : T Tốc độ cắt được xác đinh theo biểu thức kinh nghiệm : Trong đó : - t là chiều sâu cắt , - T là tuổi thọ (độ bền) của dao, - S là lượng ăn dao khi chi tiết quay được một vòng. - CV, xV, yV, m là hệ số mủ phụ thuộc vào chi tiết gia công, vật liệu làm giao và phương pháp gia công. Vật liệu gia công là gang, thép CT5 vật liệu làm giao bằng thép hợp kim cường độ cao, nên chọn CV = 200; xV = 0,15 - 0,2 chọn : xV = 0,2 ; yV = 0,35 - 0,8 chọn : yV = 0,35 ; m = 0,1 - 0,2 chọn: m = 0,1; T = 60 - 80 ph chọn: T = 60 ph. Để đảm bảo năng suất cao nhất, sử dụng máy triệt để nhât thì trong quá trình gia công phải luôn đạt tốc độ tối ưu, nó được xác định bởi những thông số : độ sâu cắt t, lượng ăn dao S và tốc độ trục chính ứng với đường kính chi tiết xác định.
Khi tiện ngang chi tiết có đường kính lớn, trong quá trình gia công đường kính chi tiết giảm dần, để duy trì tốc độ cắt (m/s) tối ưu là hằng số thì phải tăng liên tục tốc độ góc của trục chính theo quan hệ. Trong đó : - dct : là đường kính chi tiết (mm), - : tốc độ góc của chi tiết (rad/s) GVHD: T.S Trần Duy Trinh 9 SVTH: Nguyễn Tuấn Anh Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện Đồ Án Trang Bị Điện 1. Lực cắt : Là lực tác động tại điểm tiếp xúc giữa dao và chi tiết, lực đẩy tại điểm tiếp xúc gọi là lực pháp tuyến chia làm ba thành phần : - Lực tiếp tuyến Fz : chống lại sự quay của chi tiết, - Lực dọc trục FX : chống lại sự di chuyển của bàn dao. - Lực hướng kính FY : Chống lại sự tì của dao và chi tiết.
Tỉ lệ các thành phần lực : Fz : FY : FX = 1 : 0,4 : 0,25 Lực cắt là thông số quan trọng xác định từ các chế độ cắt của máy. Thông thường lực cắt được xác định theo công thức kinh nghiêm : (N) Trong đó : CF , XF , YF , n là hệ số và mủ phụ thuộc vào vật liệu làm dao, chi tiết gia công và phương pháp gia công. Công suất cắt : Là công suất yêu cầu của cơ cấu chuyển động chính. Quá trình tiện xẩy ra với công suất cắt là hằng số và được xác định.
Bởi vì lực cắt lớn nhất Fmax sinh ra khi lượng ăn dao và độ sâu ăn dao lớn, tương ứng vưói tốc độ cắt nhỏ Vzmin ; còn lực cắt nhỏ nhất Fmin ,xác định bởi t, s tương ứng với tốc độ cắt Vzmax ; nghỉa là tương ứng với hệ thức : Fmax. Vzmin = Fmin Vzmax. Sự phụ thuộc của lực cắt vào tốc độ như hình vẻ : GVHD: T.S Trần Duy Trinh 10 SVTH: Nguyễn Tuấn Anh Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện Đồ Án Trang Bị Điện 1. Thời gian máy : Là thời gian để gia công chi tiết, nó còn được gọi là thời gian công nghệ hay thời gian hữu ích.
Để tính thời gian máy phải căn cứ vào các yếu tố của chế độ cắt gọt và phương pháp gia công. Trong đó : - L là chiều dài gia công, - Vad là tốc độ ăn dao, - S là lượng ăn dao. N – tốc độ quay của chi tiết vg/ph Như vậy để giảm thời gian gia công, ta phải tăng tốc độ cắt, lượng ăn dao và năng suất sẽ tăng. Phụ tải của cơ cấu truyền động cơ bản của máy tiện 1.
Trong truyền động chính của máy tiện lực cắt là lực hữu ích của máy nó phụ thuộc vào chế độ cắt ( t, S, V) vật liệu chi tiết làm dao. Chuyển động chính của máy tiện là chuyển động quay được xác định : Trong đó :- FZ là lực cắt (N), - d là đường kính gia công (m). Mô men hữu ích trên trục động cơ : GVHD: T.S Trần Duy Trinh 11 SVTH: Nguyễn Tuấn Anh Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện Đồ Án Trang Bị Điện FZ. i i là tỉ số truyền từ trục động cơ đến trục chính của máy.
* Đối với chuyển động chính là chuyển động tịnh tiến : Mhi = FZ.m) là bán kính quy đổi lực cắt về trục động cơ. * Mô men cản tỉnh trên trục động cơ : là hiệu suất của bộ truyền từ trục động cơ đến trục chính. Với máy tiện đứng do có chuyển động trượt trên băng máy nên có xuất hiện lực ma sát nơi gờ trợt của máy. à (N) - FN là lực đẩy tác dụng lên gờ trợt.
- là hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào tốc độ mâm cặp ở tốc độ định mức. Ở chế độ xác lập lực kéo của các chuyển động mâm cặp được xác định là tổng lực cắt và lực ma sát. FK = FZ + Fms = FZ + [g (mb + mct ) + Fy ]. à (N) Khi đó mô men trên trục động cơ ứng với chuyển động quaylà: Đối với chuyển động tịnh tiến là : 1.2 Cơ cấu truyền động ăn dao : - Trong lực truyền động ăn dao động cơ thực hiện di chuyển bàn dao hoặc chi tiết để đảm bảo quá trình gia công.
Hệ truyền động ăn dao được thực hiện bằng nhiều phương án khác nhau.S Trần Duy Trinh 12 SVTH: Nguyễn Tuấn Anh Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện Đồ Án Trang Bị Điện 1. Động cơ truyền động 4. Hộp giảm tốc 5. Băng máy Động cơ truyền động ăn dao sẽ đảm bảo một lực cần thiết để di chuyển tịnh tiến bàn dao.
Lực này được xác định bởi lực cản chuyển động khi di chuyển bàn dao : Fad = k.Fx+ Fms + Fd (N) - k = (1,2 1,5) là hệ số dự trử ; - Fms - là lực ma sát của bàn dao ở hướng gờ trợt - Fd - là lực dính.mb + FY + FZ) , (N) - là hệ số ma sát của bàn dao theo hướng gờ trượt. Lực dính sinh ra khi khởi động bàn dao : Fd = .S (N) - áp suất dính, thường bằng 0,5 M/m2. S - diện tích bề mặt tiếp xúc ở gờ trượt của bàn dao, cm2 ; Các thành phần lực ăn dao : Fx, Fms, Fd không đồng thời trong quá trình làm việc. Nên khi xác định phụ tải truyền động ăn dao phân ra thành hai chế độ làm việc là khởi động làm việc và ăn dao làm việc.
Khi khởi động, lực ăn dao xác định bởi 2 lực ma sát do khối lượng củ bộ phận di chuyển và lực dính : Fad.mb +Fd (N); Với = 0,2 0,3 - hệ số ma sát khi khởi động. Khi cơ cấu ăn dao làm việc, lực ăn dao được tính : Fad.mb +Fy + Fx ) (N); GVHD: T.S Trần Duy Trinh 13 SVTH: Nguyễn Tuấn Anh Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện Đồ Án Trang Bị Điện Với hệ số ma sát khi làm việc, = 0,05 0,15. *Mô men trục vít vô tận được xác định theo biểu thức : Mtv = 0,5 .m); Trong đó : dtv - đường kính trung bình của trục vít vô tận, mm - góc lệch của đường ren trục vít, độ ; - góc ma sát của đường ren trục vít , độ ; * Mô men cản tỉnh trên trục động cơ được xác định bằng công thức : i, - là tỉ số và hiệu suất của bộ truyền. Khi xác định công suất động cơ truyền động ăn dao lần lượt chọn từ điều kiện mô men lớn nhất trong hai trị số mô men tương ứng với hai lực ăn dao khi khởi động và làm việc.
Bởi vì truyền động ăn dao thường có phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng nên động cơ cần được kiểm tra theo điều kiện mômen cản tỉnh ở tốc độ nhỏ nhất có tính đến sự giảm mô men động cơ do điều kiện làm mát xấu và kiểm tra theo điều kiện mô men khởi động. Đồ thị phụ tải của truyền động chính Đồ thị phụ tải truyền động ăn dao 1. Phụ tải của cơ cấu truyền động chính máy tiện : Truyền động chính máy tiện đứng có đặc thù riêng.