THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI THIẾT KẾ THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI THIẾT KẾ MÁY PHAY ĐỨNG VẠN NĂNG Đề Số 31, thuyết minh THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI THIẾT KẾ MÁY PHAY ĐỨNG VẠN NĂNG , động học
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG
KHOA KĨ THUẬT CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CƠ KHÍ
THIẾT KẾ MÁY PHAY ĐỨNG VẠN NĂNG
Đề Số : 31
Lời Nói Đầu:
Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa nhằm đưa Việt Nam trở thành nước công nghiệp văn minh hiện đại. Trong đó ngành cơ khí là ngành quan trọng góp phần cho sự phát triển kinh tế của nhiều nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Ngành cơ khí chế tạo đã giúp chúng ta sản xuất ra nhiều chi tiết, nhiều bộ phận máy móc có hình dạng kích thước cụ thể. Đồ án môn học máy công cụ là quá trình tập hợp xâu chuổi những kiến thức đã học cũng là bước đầu làm quen với tính toán thiết kế một máy công cụ. Để thỏa mãn trong chừng mực nhất định đáp ứng các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật và các yêu cầu khác đòi hỏi con người phải tìm tòi những công nghệ để ứng dụng vào sản xuất. Cụ thể là tính toán hình dạng, kích thước và khả năng làm việc trong một điều kiện nhất định, về yêu cầu kỹ thuật, kinh tế và các yêu cầu khác. Thiết kế máy công cụ gồm có: Thiết kế động học, thiết kế kết cấu máy và các bộ phận liên quan của môn học.
Trong quá trình thực hiện đồ án này em đã cố gắng tham khảo nhiều tài liệu và được sự hướng dẫn tận tình của thầy: ThS. Trần Văn Thùy và nhiều giáo viên chuyên ngành đã giúp em tính toán các vấn đề một cách cẩn thận. Song vì đây là lần đầu tiên thiết kế máy công cụ nên chắc chắn không thể tránh được những sai sót. Rất mong quý thầy trong Bộ môn quan tâm chỉ bảo và giúp đỡ để em hoàn thành đồ án được tốt hơn.
BẢNG THỐNG KÊ- SO SÁNH ĐỂ CHỌN MÁY CHUẨN
Tính năng kỹ thuật |
Kiểu máy |
||||
6H12 - |
6H12P |
6H 12Б |
|||
|
Bề mặt làm việc của bàn máy(mm) |
1250x320 |
1250x250 |
1250x400 |
||
|
Số vòng quay giới hạn trục chính(v/ph) |
30¸1500 |
31.5¸1600 |
30¸1500 |
||
|
Số cấp tốc độ trục chính |
18 |
18 |
18 |
||
|
Lượng chạy dao giới hạn(m/ph) |
23,5¸1180 |
35¸980 |
23,5¸1180 |
||
|
Số cấp chạy dao |
18 |
18 |
18 |
||
|
Cộng suất động cơ điện(KW) |
7/1,7 |
7/1,7 |
10/1.7 |
||
|
Kích thướt bàn máy(mm) |
B |
320 |
320 |
320 |
|
|
L |
1250 |
1250 |
1250 |
||
|
Hành trình lớn nhất của bàn máy(mm): |
Dọc |
700 |
700 |
700 |
|
|
Ngang |
260 |
260 |
260 |
||
|
Thẳng đứng |
370 |
370 |
370 |
||
|
Bước tiến của bàn máy thẳng đứng(mm) |
8-390 |
7,8-390 |
13-665 |
||
|
Khoảng cách từ đường trục chính đến sống trược thân máy(mm) |
320 |
- |
320 |
||
|
Lực kéo lớn nhất của cơ cấu chạy dao(kG) |
Dọc |
1500 |
1500 |
1500 |
|
|
Ngang |
1200 |
1200 |
1200 |
||
|
Thẳng đứng |
500 |
500 |
500 |
||
|
Kích thước phủ bì máy(mm) |
Dọc |
2100 |
2175 |
1785 |
|
|
Ngang |
2440 |
2480 |
2285 |
||
|
Thẳng đứng |
1875 |
200 |
2200 |
||
|
Đường kính lỗ trục chính(mm) |
29 |
29 |
29 |
||
|
Độ côn của trục chính |
N03 |
N03 |
N03 |
||
|
Đường kính trục gá dao(mm) |
40,50 |
40,50 |
40,50 |
||
|
Phạm vi điều khiển tốc độ trục chính(mm) |
30-3150 |
31,5-1600 |
31,5-1600 |
||
|
Số rãnh chữ T(mm) |
3 |
3 |
3 |
||
|
Bề rộng rãnh chữ T(mm) |
18 |
18 |
18 |
||
|
Khoảng cách giữa 2 rãnh chữ T(mm) |
70 |
70 |
70 |
||
|
Dịch chuyển nhanh của bàn máy(mm) |
Dọc |
700 |
2300 |
4000 |
|
|
Ngang |
260 |
2300 |
2680 |
||
|
Thẳng đứng |
370 |
830 |
1330 |
||
|
Góc quay lớn nhất của bàn máy |
- |
- |
- |
||
|
Khối lượng máy (kg) |
2900 |
3150 |
3000 |
||
|
Số bước tiến của bàn máy (mm/ph) |
18 |
18 |
18 |
||
|
Bước tiến bàn máy(mm/ph) |
Dọc |
23,5-1180 |
23,5-1180 |
40-200 |
|
|
Ngang |
23,5-1180 |
23,5-1180 |
13-670 |
||
Từ bảng thống kê ta thấy máy 6H12 có các ưu điểm sau:
+ Số cấp tốc Zv=18
+ Số cấp chạy dao Zs=18
+ Phạm vi điều khiển tốc độ rộng
+ Có số vòng quay của trục chính cao
+ Độ chính xác nâng cao
So với 2 kiểu máy là 6H12 P và 6H12 Б máy 6H12 có kích thước bàn máy trùng với yêu cầu đề bài 320 x 1250mm và là sự kết hợp giữa độ chính xác cao và vận tốc trục chính lớn,đây chính là ưu điểm lớn nhất của máy 6H12 so với hai máy còn lại chính vì vậy ta chọn máy 6H12 làm máy chuẩn thiết kế.
PHẦN I - THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY
1.1. Phân tích các sơ đồ gia công:
1.1.1. Các sơ đồ gia công của máy phay:
Hiện nay phay là phương pháp gia công rất phổ biến, có khả năng công nghệ rất rộng rãi. Phay không những gia công được mặt phẳng mà còn gia công được các mặt định hình khác. Trong sản xuất loạt lớn, hàng khối phay gần như thay thế được cho bào và một phần lớn cho xọc. Nguyên nhân chủ yếu vì dao phay có nhiều lưỡi cắt cùng làm việc, tốc độ phay lại cao hơn bào, đồng thời có thể thực hiện nhiều biện pháp công nghệ để nâng cao năng suất.
Phay được thực hiện trên các kiểu máy phay như máy phay vạn năng nằm ngang hoặc đứng…. Trong sản suất loạt lớn còn thực hiện trên máy phay nhiều trục, máy phay có bàn quay, máy phay chuyên dụng… Khi gia công các chi tiết lớn như thân máy, các chi tiết dạng hộp có kích lớn… còn dùng máy phay giường.
Dao phay có nhiều loại: dao phay mặt đầu, dao phay trụ, dao phay đĩa ( một, hai hoặc ba mặt), dao phay ngón, dao phay định hình…
Tuỳ theo kết cấu của dao phay, kiểu máy phay sử dụng, người công nghệ có thể gia công được nhiều dạng bề mặt khác nhau bằng các phương pháp khác nhau.
a. Phay mặt phẳng:
Phay mặt phẳng có thể dùng: Dao phay mặt đầu, dao phay ngón, dao phay trụ hoặc dao phay đĩa.
Hình I-1: Phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu
Hình I-2:Phay mặt phẳng bằng dao phay ngón.
b. Phay rãnh then và then hoa:
Phay rãnh then và then hoa có thể dùng: dao phay ngón, dao phay rãnh then chuyên dụng, dao phay định hình…
- Phay rãnh then bằng dao phay ngón, dao phay rãnh then chuyên dụng.
- Phay then hoa: Dùng dao phay định hình
c. Phay rãnh xoắn và phay ren:
Phay ren có thể thực hiện bằng dao phay đĩa hoặc dao phay răng lược.
Phay rãnh xoắn trên may phay đứng dùng dao phay ngón.
.Gia công phay ren đạt độ chính xác không cao nên chỉ thực hiện gia công thô.
.
d. Phay các bề mặt định hình:
Có hai phương pháp phay:
- Phay chép hình theo mẫu.
- Phay mặt định hình bằng dao phay định hình.
...................................................
- Khi gia công phay trên máy phay người ta chia ra 2 phương pháp: Phay thuận và phay ngịch.
Phương pháp phay nghịch hiện nay được dùng phổ biến hơn phay thuận vì quá trình cắt ít bị va đập nên việc bảo quản máy và dao dễ dàng. Tuy nhiên phay thuận chi tiết đạt độ bóng cao hơn và dễ nâng cao năng suất hơn. Do đó khi gia công thô thực hiện theo phương pháp phay nghịch, gia công tinh thực hiện theo phương pháp phay thuận. Tuy vậy khi phay thuận trên máy sẽ xuất hiện va đập lớn nên cần có các cơ cấu đặc biệt để giảm va đập.
Để nâng cao năng suất có nhiều phương pháp khác nhau:
- Phay đồng thời nhiều bề mặt chi tiết
- Phay nhiều chi tiết trên một lần gá
- Phay liên tục bằng cách dùng bàn quay: ta phải sử dụng đồ gá chuyên dụng.
* Xác định các chuyển động của máy:
- Để gia công tất cả các bề mặt trên, ta cần máy thực hiện tất cả các chuyển động sau:
+ Chuyển động quay n1 (chuyển động quay của dao), n2 (chuyển động quay của phôi)
+ Chuyển động chạy dao ( s1, s2, s3 ).
- Phương án 1:
.
Phương án này chỉ gia công được các mặt phẳng.
- Phương án 2:
.
Phương án này gia công được hết các bề mặt.
- Phương án 3:
.
Phương án này gia công được tất cả các bề mặt.
*So sánh các phương án trên ta thấy phương án 3 có ưu điểm nhất vì một động cơ có thể điều khiển ba chuyển động tịnh tiến của bàn máy và có thể gia công được tất cả các bề mặt nên ta chọn thiết kế theo phương án 3.
1.1.2. Phân tích sơ đồ kết cấu động học của máy phay:
Theo phương án sơ đồ gia công đã chọn để tạo lực cắt Q1 cần tạo ra tốc độ cắt V(hoặc n) thông qua xích chuyển động chính truyền chuyển động cho trục chính từ động cơ.
Chọn động cơ có tốc độ nĐC (v/p) qua cơ cấu truyền động nào đó truyền đến trục động cơ thông qua xích tốc độ iv làm trục chính mang dao phay quay với tốc độ từ nmin¸nmax
..................................
Trong đó :
P : khối bánh răng ở vi trí ăn khớp bên phải
T : khối bánh răng ở vi trí bên trái
G :khối bánh răng ở vi trí giữa ( ăn khớp cho khối ba bậc không ăn khớp cho khối hai bậc)
X : không có lỗ trên đĩa
O : có lỗ trên đĩa
Hàng trên ứng với chốt 1, hàng dưới ứng với chốt 2
Dùng bảng trên để vẽ ra vị trí các lỗ trên đĩa. Các thông số như đường kính lỗ, đường kính vòng tròn qua tâm các lỗ, góc giữa đường chuẩn và tâm các chốt, đường kính đĩa ... xát định theo kết cấu cụ thể của máy.
*. Một số tính toán cụ thể như sau:
+ Điều kiện bố trí các lỗ trên vòng tròn đĩa:
Có 18 cấp tốc độ, do đó các vi trí liên tiếp ( có lỗ hay không có lỗ) đều cách nhau một góc là .
Để các lỗ không cắt nhau thì:
2pR > d.Z Þ R > .
Trong đó:
R: đường kính vòng tròn qua tâm các lỗ
d : đường kính chốt, lấy d = 8 mm
Z : số cấp tốc độ
Þ R > .
Lấy Rmin = 35 mm
vHình vẽ các đĩa lỗ điều khiển tốc độ
Đĩa quay theo chiều kim đồng hồ. vị trí xuất phát của các hàng lỗ trùng với các chốt. Tốc độ tăng dần theo chiều kim đồng hồ.
.................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Thiết kế chi tiết máy – Nguyễn Trọng Hiệp,Nguyễn Văn Lẫm
[2]. Thiết kế máy cắt kim loại-Gs.Nguyễn Ngọc Cẩn,ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
[3]. Thiết kế máy cắt kim loại – Phạm Đắp
[4]. Tính toán thiết kế hệ dẫn độnh cơ khí – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển
[5]. Thiết kế máy công cụ - Nguyễn Anh Tuấn
[6]. Máy công cụ - Nguyễn Văn Hùng, ĐHBK Hà Nội
[7]. Cơ sở thiết kế máy – Trịnh Chất
[8]. Chế độ cắt gia công cơ – Nguyễn Ngọc Đào,Trần Thế San, Hồ Viết Bình, ĐHSPKT TP.Hồ Chí Minh.
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.. 1
PHẦN I. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY.. 5
1.1 Phân tích các sơ đồ gia công. 5
1.1.1. Các sơ đồ gia công của máy phay. 5
1.1.2. Phân tích sơ đồ kết cấu động học của máy phay. 10
1.2. Tính toán xác định các thông số kỹ thuật cơ bản của máy. 11
1.2.1. Bảng thống kê máy chuẩn. 11
1.2.2. Tính toán xác định các thông số kỹ thuật. 12
1.2.3. Xích chuyển động chính. 15
1.2.4. Xích chạy dao. 16
1.2.5. Công suất động cơ. 17
1.3. Thiết kế động học toàn máy. 20
1.3.1. Thiết kế động học hộp tốc độ. 20
1.3.2. Thiết kế động học hộp chạy dao. 37
1.4. Vẽ sơ đồ động học máy. 50
PHẦN II. THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY 51
2.1. Tính công suất máy và chọn động cơ. 51
2.1.1. Công suất động cơ hộp tốc độ. 51
2.1.2. Xác định công suất động cơ truyền dẫn chính. 51
2.2. Lập bảng công suất, số vòng quay tính toán, momen xoắn, đường kính sơ bộ các trục trong xích tốc độ. 52
2.3. Thiết kế một bộ truyền động bánh răng côn của xích tốc độ. 55
2.3.1 Tính toán bộ truyền bánh răng côn. 55
2.3.2. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ thẳng trục VI đến trục VII. 60
2.4. Thiết kế một trục lắp bánh răng đã tính và chọ ổ. 68
2.5. Thiết kế hệ thống điều khiển xích tốc độ. 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 86
MỤC LỤC.. 87
