CHƯƠNG 1. KHẢO SÁT MÁY TƯƠNG TỰ 1.1 Những tính năng kĩ thuật của máy tiện cùng cỡ. Máy tiện là máy công cụ phổ thông, chiếm 40 – 50% số lượng máy công cụ trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí. Dùng để tiện các mặt tròn xoay ngoài và trong (mặt trụ, mặt côn, mặt định hình, mặt ren) xén mặt đầu, cắt đứt.
Có thể khoan, khoét, doa trên máy tiện. Trong thực tế, chúng ta có các loại máy tiện vạn năng, máy tiện tự động, bán tự động, chuyên môn hoá và chuyên dùng, máy tiện revolve, máy tiện CNC. Tuy nhiên do thực tế yêu cầu thiết kế máy tiện vạn năng hạng trung, vì vậy ta chỉ xem xét, khảo sát nhóm máy tiện ren vít vạn năng hạng trung (đặc biệt là máy 1K62). Máy cần Chỉ tiêu so sánh 1K62 1A62 T616 thiết kế Công suất động cơ (KW) 10 7 4,5 10 Chiều cao tâm máy (mm) 200 200 160 Khoảng cách lớn nhất giữa hai mũi 1400 1500 750 tâm (mm) Số cấp tốc độ 23 21 12 23 Số vòng quay nhỏ nhất nmin (v/ph) 12,5 11,5 44 14 Số vòng quay lớn nhất nMax (v/ph) 2000 1200 1980 Lượng chạy dao dọc nhỏ nhất 0,07 0,082 0,06 0,08 Sdmin (mm/v) Lượng chạy dao dọc lớn nhất SdMax 4,16 1,59 1,07 (mm/v) Lượng chạy dao ngang nhỏ nhất 0.027 0,04 Snmin (mm/vp) Lượng chạy dao ngang lớn nhất 2,08 0,52 0,78 SnMax (mm/vòng) Ren hệ mét 1÷192 0,5÷24 0,5÷24 1,5÷16 Ren hệ Anh 24÷2 56÷1 56÷1 24÷2 Ren modun 0,5÷48 0,25÷2 0,25÷2 0,75÷8 2 2 Ren pitch 96÷1 DO.NANG Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS.
Trần Thị Thanh Hải Bảng 1. Tính năng kĩ thuật của các máy đã có. Nhận xét: Trên đây chưa phải là tất cả các loại máy trong nước ta có nhưng do hạn chế về tài liệu và kinh nghiệm nên ta mới chỉ phân tích được 4 loại máy trên. Nhận thấy đề tài thiết kế với các loại máy trên ta thấy máy tiện ren vít vạn năng1K62 có đặc tính tướng tự nên ta lấy máy 1K62 để khảo sát cho việc thiết kế máy mới.2 Phân tích máy tiện ren vít vạn năng 1K62.
Đặc tính kĩ thuật của máy tiện ren vít vạn năng 1K62. • Đường kính lớn nhất của phôi gia công: 400(mm) trên băng máy, 200(mm) trên bàn máy. • Số cấp tốc độ trục chính : Z = 23 (cấp) • Giới hạn vòng quay trục chính: ntc = 12,5 2000(vg/ph) • Tiện trơn: + Lượng chạy dao dọc Sd : 0,07 4,16(mm/vg) + Lượng chạy dao ngang Sng: 0,035 2,08 (mm/vg) • Tiện ren: + Ren Hệ mét: tp = 1 12(mm) + Ren Anh: n=25,4/ tp = 24 2 tp = 25,4/ n(mm) + Ren Module: m=tp/ = 0,5 48 tp = .m(mm) + Ren Pitch hướng kính: Dp=25,4/ tp = 96 1 tp = 25,4.NANG Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS. Trần Thị Thanh Hải Hình 1.NANG Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS.
Trần Thị Thanh Hải 1.3 Hộp tốc độ máy Thông số hộp tốc độ: Số cấp tốc độ trục chính : Z = 23 (cấp) Giới hạn vòng quay trục chính: ntc = 12,5 2000(vg/ph) Công suất động cơ chính : Nđc1 = 10(kW) Số vòng quay động cơ chính: nđc1 = 1450(vg/ph) Tính trị số công bội φ Từ các thông số của máy. 𝑛𝑀𝑎𝑥 23−1 2000 Suy ra công bội là: = 𝑍−1 √𝑛 = √ 12,5 = 1,259 =1,26 𝑚𝑖𝑛. Xích tốc độ Hình 1. Phương trình xích tốc độ +Phân tích: Đường truyền tốc độ thấp : Từ động cơ 1→ bộ truyền đai →(I)→(II)→(III)→(IV)→(V)→(VI)→Trục chính + Đường tốc độ thấp có 24 cấp tốc độ: 2 x 3 x 2 x 2 Ta thấy từ trục (IV) tới trục (V) có khối bánh răng di trượt hai bậc có khả năng tạo ra 4 tỷ số truyền nhưng thực tế chỉ có 3 tỷ số truyền 1, 1/4, 1/16.
Số cấp tốc độ thấp: Z1 = 2x3x(2x2-1) = 18(cấp) từ n1n18 = 12,5 630 (vg/ph) Đường truyền tốc độ cao: Từ động cơ 1→ bộ truyền đai →(I)→(II)→(III)→(VI)→Trục chính + Đường tốc độ cao có 6 cấp tốc độ: Z2 = 2x3 từ n19n24 = 630 2000(vg/ph).NANG Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS. Trần Thị Thanh Hải Xác định số vòng quay thực của máy và so sánh số vòng quay chuẩn với số vòng quay thực tế. Để tính được sai số của các tốc độ trục chính ta lập bảng so sánh, với sai số cho phép [n] = 10.( ntc- ntính ) / nlý thuyết + Các thông số: nmin = 12,5 (vg/ph), nmax = 2000 (vg/ph) và Z = 23(cấp) + Trị số công bội = 1,26: + Tỉ số bộ truyền đai: iđ = 142/254 0,56 + Hiệu suất bộ truyền đai = 0,985 Số vòng quay của trục I: n0 = nđc1 .NANG Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS. Trần Thị Thanh Hải 51 38 45 22 27 n11 n0× × × × × 130,77 126,07 -3,72 39 38 45 88 54 56 38 45 22 27 n12 n0× × × × × 164,71 158,85 -3,69 34 38 45 88 54 51 21 45 45 27 n13 n0× × × × × 202,37 200,15 -1.
Bảng so sánh số vòng quay chuẩn và số vòng quay thực tế Kết luận: Từ đồ thị vòng quay ta nhận thấy tại máy cơ sở có các cấp tốc độ có sai số vòng quay vượt quá ± 2,6% ( Sai số cho phép ) như: +n5 = -3.NANG Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS. Trần Thị Thanh Hải +n18 = -3.34% Với các giá trị sai số vượt quá giá trị cho phép này sẽ ảnh hưởng đến khả năng làm việc, độ chính xác, hiệu xuất của máy khi gia công.v… Đồ thị vòng quay thực tế của máy 1K62 Lưới kết cấu: Hình 1. Lưới kết cấu của hộp tốc độ máy 1k62 [2] *Nhận xét: - Có 2 đường truyền - Từ trục (IV) sang (V) có sự thu hẹp lượng mở do trùng tốc độ. - Lưới kết cấu có dạng hình rẻ quạt.
Các nhóm truyền được sắp xếp hợp lý - Các tỷ số truyền được phân bố đều Ta có đồ thị vòng quay của máy 1K62 như hình vẽ dưới: DO.NANG Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS. Trần Thị Thanh Hải n0 I i2=2 i1=1 II i3=-4 i4=-2 i5=0 III i6=-8 i7=0 IV i8=-8 i9=0 V i10=3 i11=2 VI n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n22 n23 Hình 1. Đồ thị vòng quaycủa hộp tốc độ máy 1k62 [1] Nhận xét : • Có 4 nhóm truyền • Nhóm 1 từ trục I – II: có 2 tỷ số truyền đều là tăng tốc i1 = 51/ 39 1,31 = X1 x1 ≈ 1,17 Tia i1 lệch sang phải 1 khoảng: 1,17. lg i2 = 56/ 34 1,65 = X2 x2 ≈ 2,17 Tia i2 lệch sang phải 1 khoảng : 2,17.
lg 𝑖 𝜙1,17 Lượng mở giữa hai tia của nhóm 1: 𝜙 𝑥 = 1 = = 𝜙1 [X] = 1 𝑖2 𝜙2,17 • Nhóm 2 từ trục II – III: Có 3 tỷ số truyền i3 = 21/ 55 0,38 = X3 x3 ≈ - 4,19 Tia i3 lệch sang trái 1 khoảng: 4,19.NANG Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS. Trần Thị Thanh Hải Tia i4 lệch sang trái 1 khoảng: 2,07.lg i5 = 38/ 38 1 = X5 x5 ≈ 0 Tia i5 thẳng đứng 𝑖 𝜙−4,19 Lượng mở giữa hai tia của nhóm 2: 𝜙 𝑥 = 3 = = 𝜙 −2,12 [X] = 2 𝑖4 𝜙−2,07 • Đến trục III có 2 đường truyền tốc độ thấp và tốc độ cao Từ trục III đến IV: là đường truyền tốc độ thấp i6 = 22/ 88 0,25 = X6 x6 ≈ - 6 Tia i6 lệch sang trái 1 khoảng : 6.lg i7 = 45/ 45 1 = X7 x7 ≈ 0 Tia i7 thẳng đứng 𝑖 𝜙−6 Lượng mở giữa hai tia của nhóm 3: 𝜙 𝑥 = 6 = = 𝜙 −6 [X] = 6 𝑖7 𝜙0 • Nhóm 4 từ trục IV – V: có 2 tỷ số truyền i8 = 22/ 88 0,25 = X8 x8 ≈ - 6 Tia i8 lệch sang trái 1 khoảng : 6.lg i9 = 45/ 45 1 = X9 x9 ≈ 0 Tia i9 thẳng đứng. 𝑖 𝜙−6 Lượng mở giữa hai tia của nhóm 4: 𝜙 𝑥 = 8 = = 𝜙 −6 [X] = 6 𝑖9 𝜙0 • Nhóm 5 từ trục V – VI: có 1 tỷ số truyền i10 = 27/ 54 0,5 = X10 x10 ≈ -3 Tia i10 lệch sang trái 1 khoảng : 3.lg Lượng mở tia của nhóm 5: 𝜙 𝑥 = 𝜙 −3 [X] = 3 • Nhóm 6 từ trục: III– VI: là đường truyền tốc độ cao i11 = 65/43 1,51 = X11 x11≈1,87 Tia i11 lệch sang phải 1 khoảng: 1,87.lg Lượng mở tia của nhóm 6: 𝜙 𝑥 = 𝜙1,87 [X] = 2 Ta có bảng tổng hợp sau: Tỷ số Bánh răng Nhóm truyền 𝜙𝑥 [X] truyền (chủ động/bị động) i1 51/39 1,31 1,17 1.Trục II-III i3 21/55 0,38 - 4,19 DO.NANG Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS. Trần Thị Thanh Hải Tỷ số Bánh răng Nhóm truyền 𝜙𝑥 [X] truyền (chủ động/bị động) i4 29/47 0,62 - 2,07 i5 38/38 1 0 i6 22/88 0,25 -6 3.Trục III-IV i7 45/45 1 0 i8 22/88 0,25 -6 4.Trục III-VI i11 65/43 1,51 1,87 Bảng 1.
Bảng tổng hợp lượng mở của các nhóm truyền Phương án không gian và phương án thứ tự : Từ trên ta xác định được công thức kết cấu của máy là: Z = (2 x 3 x 2 x 2) + (2 x 3 x 1) = 30 Đường truyền chính Đường truyền phụ Ta nhận thấy máy tổ chức hai đường truyền: đường truyền gián tiếp (tốc độ thấp) và đường truyền trực tiếp (tốc độ cao), như vậy là tốt, vì đường truyền tốc độ cao cần số TST ít dẫn đến sẽ giảm được ồn, rung, giảm ma sát, tăng hiệu suất… khi máy làm việc. Theo lí thuyết tính toán để TST giảm từ từ đồng đều, đảm bảo được mô men xoắn yêu cầu thì số bánh răng các trục đầu phải nhiều hơn. Do đó, đáng ra PAKG là 3 x 2 x 2 x 2 là tốt nhất. Tuy nhiên, phương án 2 x 3 x 2 x 2 là hợp lí nhất vì: Do yêu cầu thực tiễn, máy có truyền động quay thuận thì phải có truyền động quay nghịch để phục vụ quá trình gia công và đổi chiều (giả sử đối với bàn xe dao chẳng hạn, nếu chỉ có một truyền động thì không thể đưa bàn dao tịnh tiến ngược lại trên băng máy mà chỉ tịnh tiến được một chiều, khi cắt ren thì trục chính phải có chuyển động quay nghịch để chạy dao ra…).
Muốn vậy trên trục vào (II) phải dùng li hợp ma sát (gồm 2 nửa: chạy thuận và chạy nghịch) để thực hiện nhiệm vụ đó.