NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn Trang  1  Mục lục phần I.tổng chung quan về thiết kế máy công cụ Trang: phần ii.thiết kế sơ đồ cấu trúc động học của máy Trang: phần iii. thiết kế các đặc tính kỹ thuật của máy Trang: phần iv.thiết kế động học máy Trang: phần v.thiết kế động lực học máy Trang: phần vi.thiết kế chi tiết máy Trang: phần vii.thiết kế hệ thống bôi trơn làm nguội Trang: phần VIII. hớng dẫn và điều chỉnh máy Trang: phần IX. tài liệu tham khảo Trang: Trang 2 Tài liệu tham khảo. [1] - Pham Đắp-Nguyễn Đức Lộc (Tính toán thiết kế máy cắt kim loại) [2] - Mai Trọng Nhân (Thiết kế MCKL) [3] - Giáo trình MCKL T 1,2 [4] - Sổ tay CNCTM T 1,2 [5] - Trờng ĐHKTCN-TN (Tập bản vẽ MCKL) [6] ĐHBK-HN(Gáo trình CNCTM) [7] - Trịnh Khác Ngiêm (Hớng dẫn TKĐADCKL) [8] - Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (Trịnh Chất-Lê Van Uyển) [9] - PGS-PTS Dơng Đình Giáp (Tập bản vẽ kết cấu máy tiện ren vít vạn năng 16b16 ; 16b16k) Trang 3 Lời mở đầu Trong giai đoạn phát triển của xã hội hiện nay, việc xây dựng một nền công nghiệp hiện đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát triển nền kinh tế thị trờng. Nhận rõ đợc nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và Nhà nớc ta đã rất chú trọng đến việc phát triển nền công nghiệp nặng trong đó mũi nhọn là cơ khí chế tạo máy. Trình độ kỹ thuật của một đất nớc trớc hết đợc đánh giá bởi sự phát triển của ngành cơ khí chế tạo máy- một trong những ngành chủ đạo của nền công nghiệp, trong đó máy cắt kim loại là một thiết bị chủ yếu của ngành, chúng dùng để bóc đi một lợng d nào đó từ phôi để biến thành các chi tiết máy theo ý muốn. Ngày nay công nghệ sản xuất phôi đã đạt đợc những thành tựu to lớn trong việc tạo ra những phôi có hình dạng gần giống với chi tiết và lợng d cần bóc đi rất nhỏ. Song không vì thế mà ý nghĩa của máy cắt kim loại trong ngành cơ khí lại giảm mà còn tăng lên bởi quá trình gia công trên máy rất phức tạp và yêu cầu độ chính xác rất cao mà các dạng gia công khác không thể đạt đợc. Nhiệm vụ đặt ra cho những nhà thiết kế máy Việt Nam là phải trang bị cho đất nớc một hệ thống những máy cắt kim loại có đủ chỉ tiêu kinh kỹ thuật phù hợp với yêu cầu sử dụng nhằm mục đích đa nền công nghiệp đi lên. Sau 5 năm học tập tại Trờng Đại học kỹ thuật Công nghiệp đến nay em đã hoàn thành chơng trình đại học ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy. Để có đợc sự tổng hợp các kiến thức đã học trong các môn học của ngành và có đợc sự khái quát chung về nhiệm vụ của một ngời thiết kế em đợc nhận đề tài: Thiết kế máy Máy tiện ren vít vặn năng cấp chính xác nâng cao. Đợc sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo TS Hoàng Vị và tập thể các thầy giáo trong bộ môn Máy và tự động hoá cùng với sự cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Trong quá trình làm đồ án, chắc chắn sẽ không tránh khỏi nhng thiếu sót. Em rất mong đựơc sự chỉ bảo của các thầy để em có điều kiện học hỏi thêm. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên ngày tháng năm 2004 Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Cờng. Trang 4 Phần I tổng quan chung về thiết kế máy công cụ 1.1.Các yêu cầu đối với máy công cụ đợc thiết kế: 1.Độ chính xác gia công và kích thớc giới hạn của phôi cho phép: Độ chính xác của máy công cụ có ảnh hởng trực tiếp đến độ chính xác gia công.Độ chính xác gia công phụ thuộc vào độ chính xác hình học và động lực học của máy, độ biến dạng của nhiệt độ độ cứngcủa các chitiết và mối ghép độ mòn của các cặp chi tiết máy và khả năng khắc phục lắp đặt, điều chỉnh máy đúng, định vị, điều chỉnh cụm máy cũng nh các phụ tùng kèm theo máy. Do đó trong quá trình cắt gọt có thể gây ra các sai số sau đây: - Kích thớc bề mặt gia công, kích thớc xác định vị trí tơng đối của các bề mặt gia công. - Hình dáng hình học của các bề mạet gia công. - Vị trí tơng đối của các bề mặt gia công. Độ chính xác hình học là rất cần thiết nhng cha đủ điều kiện để dảm bảo độ chính xác gia công của máy vì còn nhiều yếu tố khác ảnh hởng đến độ chính xác gia công của máy nh tải trọng, rung động, môi trờng. Độ chính xác gia công và độn nhẵn bề mặt gia công phụ thuộc vào vật liệu của phôi, vật liệu dao, chế độ gia công, rung động khi cắt gọt. Ngời ta thiết kế phảI đảm bảo tính toán thiết kế sao cho máy có độ chịu rung động cao trong mọi điều kiện làm việc và chế độ làm việc của máy cho phép. Mỗi nớc đều có tiêu chuẩn về độ chính xác gia công của máy để đánh giá máy chính xác thờng, máy chính xác cao hơn, máy chính xác đặc biệt và siêu chính xác. 1.2. Thiết kế máy phải có năng suất cao: Muốn nâng cao năng suất của máy công cụ có thể sử dụng các biện pháp sau đây: Trang 5 -Giảm thời gian cắt gọt thực chất là tăng năng suất công nghệ cho máy. -Giảm thời gian phụ. -Giảm tổn thất ngoài chu kỳ. Muốn tăng năng suất công nghệ có thể nâng cao chế độ cắt gọt, tăng chế độ cắt và lợng chạy dao, tăng tổng cộng chiều dài của lỡi cắt tham gia vào quá trình tạo hình quá trình gia công phụ thuộc vào quá trình cắt gọt. Việc sử dụng dung dịch bôi trơn và làm nguội có hiệu quả, có tác dụng làm tăng năng suất, tăng số lợng các nguyên công trùng nhau là một dự trữ đáng kể để nâng cao năng suất. Muốn vậy phải thực hiện một số nguyên công sau đây trên máy nhiều vị trí bao giờ cũng hợp lý nhất sử dụng biện pháp gia công liên tục. Việc giảm thời gian của các nguyên công phụ đợc thực hiện bằng cách hoàn chỉnh hệ thống điều chỉnh và điều khiển cơ câú truyền động của máy. Tốc độ chuyển đông phụ của máy thờng bị hạn ché bởi tải trọng tĩnh, tốc độ này ảnh h- ởng tới tải trọng, chi tiết làm việc của cơ cấu và chi tiết máy. Những biện pháp về tự động hoá có tác dụng tốt với việc giảm bớt ngoài chu kỳ. Việc nâng cao độ tin cậy của hệ thống máy làm đảm bảo thời gian làm việc của máy, tránh đợc hỏng hóc. Việc tự động hoá thay thế dụng cụ, việc trùng nguyên công thay thế dụng cụ với nguyên công sẽ làm giảm tổn thất ngoài chu kỳ. 1.3.Đơn giản, thuận tiện, an toàn khi sử dụng, khi bảo quản điều khiển và sử dụng. 1.4. Độ tin cậyvà tuổi thụ là một trong những chỉ tiêu chất lợng của máy mới: Gồm các chỉ tiêu sau đây: Khả năng hỏng hóc do ảnh hởng của cá yếu tố ngẫu nhiên gây nên hỏng hóc các phần tử truyền động, phôi, hệ điều khiển, dụng cụ biến đổi các lực ma sát. Tuổi thọ của máy là khả năng và khoảng thời gian máy làm việc liên tục khi hết hạn sử dụng quy đinh nó phụ thuộc vào độ mòn của các mối nối động sự Trang 6 mệt mỏi của các yếu tố làm việc chịu ứng suất thay đổi. Tính chất đảm bảo độ chính xác ban đầu của máy công cụ gọi là độ tin cậy chính xác hay độ tịn cậy công nghệ. Độ thuận tiện khi điều chỉnh hay sửa chữa máy biểu thị khả năng phòng ngừa và nguyên nhân phát sinh hỏng hóc. Cuối cùng là khả năng dự trữ kỹ thuật thể hiện ở chỗ máy thiết kế mới cần đợc sử dụng tới mức tối đa các chi tiết tiêu chuển và quy chuẩn nhất thể hoá để ta dêc dàng tìm nguồn thay thế khi gập các hỏng hóc bất kỳ. Muốn tăng độ tin cậy của máy ta sử dụng các biện pháp sau đây: -Tối u hoá thời gian phục vụ của các chi tiết và cơ cấu máy đắt tiền nhất theo phơng pháp toán học và thống kê. -Dùng vật liệu và các phơng pháp nhiệt luyện đúng đảm bảo cho các chi tiết cơ bản của máy làm việc ổn định trong cả thời gian làm việc theo yêu cầu. -Thay thế các cặp ma sát trong máy bằng các ma sát lăn và ma sát lỏng. -Tận dụng tối đa các đã tiêu chuẩn và quy chuẩn nhất thể hoá để tăng nguồn dự trữ cho máy. 1.5. Tính vặn năng của máy công cụ: Tính vặn năng của máy công cụ đợc đặc trng bởi thể loại chi tiết gia công và khoảng điều chỉnh của máy. Chỉ tiêu này thể hiện khả năng công nghệ và mức độ thích ứng của máy trong điều kiện sản xuất biến động. Đối với máy đa dạng chỉ tiêu này khá quan trọng vì máy thờng dùng trong sản xuất loạt nhỏ còn máy chuyên dùng dùng trong sản xuất loạt lớn và khối lớn do khuynh hớng rút ngắn thời gian chuẩn bị sản xuất hàng loạt lớn, máy còn có khả năng điều chỉnh để chuyển bị sang sản xuất các chi tiết khác. Căn cứ theo thẻ loại chi tiết gia công có thể phân máy công cụ thành ba nhóm chính sau đây: -Máy da dạng. -Máy chuyên môn hoá. Trang 7 -Máy chuyên dùng. + Máy da dụng: dùng để gia công nhiều loại chi tiết khác nhau chỉ bị giới hạn bởi quy cách, bộ dụng cụ và nguyên công có thể có thể tiến hành trên máy. + Máy chuyên môn hoá: dung để gia công một dạng chi tiết ( ống ly hợp, trục khuỷu, chi tiết quy chế) nằm trong một phạm vi kích thớc nhất định. + Máy chuyên dùng: gia công một chi tiết đã định đôi khi vài chi tiết đã định. 1.6. Trình độ tự động hoá của máy công cụ: Trong sản xuất hàng loạt lớn và khối vấn đề tự động hoá toàn bộ công việc khi gia công chi tiết đợc giảI quýet trên cơ sở sử sụng đờng dây tự động chuyên dùng. Trình độ sử dụng đờng dây này gần bằng một. Chỉ có một vài việc nh thay dụng cụ khi bị mòn, bảo dỡng, sửa chữa máy khi hỏng hóc mới cần có sự tham gia của công nhân viên coi máy. Trong điều kiện sản xuất hàng loạt nhỏ trình độ tự động hoá có thể đạt cao nên sử dụng trung tâm gia công. Tự động hoá trên cơ sở tự động điều chỉnh và điều khiển máy theo chơng trình số có điều kiện điều khiển bằng máy vi tính, máy tính điện tử trong hệ thống tự động hoá sản xuất hiện đại cần phảI tính đến việc chuyển đổi thông tin cũng nhgia công tự động dùng vệt liệu. Hệ thống tự động hoá bao gồm các hệ thống con về điều khiển gia công công nghệ và vận chuyển. Ngoài ra cũng bao gồm các hệ thống con của các nguyên công phụ nh tự động thay đổi dụng cụ đa vật liệu bôi trơn và làm nguội, lấy phôi. Trình độ tự động hoá cao nhất trong sản xuất và chế tạo máy là liên kết toàn bộ các giai đoạn chế tạo máy và một hộ thống tự động thống nhất thiết kế chuyển bị công nghệ chế tạo chi tiết và lắp ráp. 1.7. Tính hiệu quả kinh tế của máy: Hiệu quả kinh tế của máy là chỉ tiêu chủ yếu để đánh giá xem xét việc thiết kế và chế tạo máy mới có hợp lý hay không trên cơ sở đó mà quyết định vấn đề Trang 8 chủ yếu trong quá trình thiết kế và chế tạo máy. Nó còn đánh giá cụ thể những - u và quyết điểm về kết cấu máy trên cơ sở đó tính toán những hao phí lao động. Mỗi kết cấu mới hợp lý sẽ tiết kiệm công lao động sản xuất trên cơ sở đó tính toán hao phí lao động và hao phí chế tạo và sử dụng ta có thể đánh giá đợc hiệu quả kinh tế của máy mà ta thiết kế. 1.8. Tính công nghệ cả kết cấu máy: Tính công nghệ của kết cấu máy nó nói nên trình độ phức tạp của việc chế tạo và lắp ráp máy công cụ cũng nh số lợng chi tiết và cụm máy đợc nhết thể hoá. Để đánh giá tính công nghệ của máy cần theo hai chỉ tiêu sau đây: -Tơng quan các máy và các chức năng sử dụng thể hiện bằng khả năng sử dụng, năng suất, độ chính xác, độ ổn định, công suất tiêu thụ và độ tin cậy khi làm việc và thuận tiện trong sửa chữa. -Giá thành máy thể hiện qua dụng lợng kim loại tính khó khăn vad thời gian chu kỳ sản xuất ra máy. 1.9. Kết luận: Ngày nay ngành cơ khí chế tạo máy là một trong ngững nghành chủ đạo của công nhgiêp hoá và hiện đại hoá. Máy cắt kim loại là dạng thiết bị chính của các nhà máy cơ khí chế tạo máy, chúng đợc dùng để gia công kim loại và làm giảm sức lao động cho công nhân và giảm khối lợng gia công cơ khí. Vì vậy nhiệm vụ đặt ra cho những ngời thiết kế máy và tự động hoá là trong bị cho đất nớc những ngành những máy cắt kim loại tiên tiến để thoả mãn các yêu cầu và nhu cầu các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để thúc đẩy và phát triển nền kinh tế nớc ta trên con đờng công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc góp phần nâng cao vị thế của đất nớc ta ngang tầm với các nớc trong khu vực và trên thế giới. Do vậy khi tính toán và thiết kế máy công cụ là rất cần thiết của mỗi sinh viên thiết kế máy. Trang 9 phần II: Thiết kế sơ đồ cấu trúc động học Hiện nay loài ngời đã sử dụng một khối lợng lớn các máy công cụ và các máy công tác khác nhau về công dụng và kích thớc, kiểu máy và nghuyên lý động học. Mặc dù vậy cấu tạo động học một máy bất kỳ nào cũng dựa trên cơ sở một số quy luật động học chung. Nắm đợc quy luật chung đó không những ta có thể nhanh chóng nắm bắt đợc việc sử dụng hợp lý các máy mới mà còn có thể sáng tạo ra đợc những máy mới thoả mãn hơh những yêu cầu về độ chính xác và năng suất. Lý thuyết cấu trúc động học máy sẽ nghiên cứu những quy luật chung ấy, xác định quan hệ giữa các đối tợng gia công- phơng pháp gia công- dụng cụ gia công với cấu trúc động học máy. Một sản phẩm nào đó có thể thực hiện bằng những quy luật công nghệ khác nhau và tơng ứng là các máy khác nhau. Vì vậy yếu tố bậc nhất ảnh hởng đến sơ đồ nguyên tắc máy là quy luật công nghệ mà máy đó thực hiện. Do vậy nhiệm vụ đầu tiên của tổng hợp cấu trúc động học mát là phải đi nghiên cứu và thiết kế máy. 2.1. Phân tích sơ đồ gia công điển hình: Máy tiện ren vít vặn năng cấp chính xác nâng cao là loại máy công cụ đợc dùng nhiều trong các nhà máy lớn và nhỏ. Đặc điểm của máy tiện ren vít vạn năng cáp chính xá nâng cao là có thể gia công đợc các dạng bề mặt tròn xoay nh bề mặt trụ trơn, trụ bậc, bề mặt côn, cắt ren trong hoặc ngoài, gia công các loại bề mặt phức tạp nh bề mặt không tròn xoay và có thể khoan, khoét, doa đạt độ chính xác cao. Máy tiện ren vít vặn năng cấp chính xác nâng cao chủ yếu gia công các bề mặt trụ trơn, mặt trụ tròn xoay và gia công ren. Bề mặt gia công điển hình trên máy tiện ren vít vạn năng là: Trang 10 [...]... Thiết kế đặc tính kỹ thuật của máy xác địn khả năng sản xuất của máy: -Kích thớc và khuôn khổ của phôi và dụng cụ cắt -Dẫy số vòng quay (hay hành trình kép) của trục chính (hay bàn máy) n Min ữ n Max -Dẫy lợng chạy dao S Min ữ S Max -Công suất động cơ Với đề tài thiết kế đồ án tốt nghiệp là thiết kế máy tiện ren vít vạn năng cấp chính xác nâng cao có các đặc tính sau: 3.1.Đặc trng công nghệ: Đối với máy. .. kế máy, từ việc thiết kế sơ đồ cấu trúc động học biết đợc sơ đồ gia công điển hình, phơng pháp tạo hình, xích động học, sơ đồ cấu trúc và biết đợc công thức điều chỉnh làm ổn định chế độ cắt.Từ đó ta tính toán và thiết kế các phần tiếp theo của máy công cụ.Vì vậy việc thiết kế sơ đồ cấu trúc động học máy là không thể thiếu đợc với máy thiết kế Trang 17 phần III: Thiết kế đặc tính kỹ thuật của máy Thiết. .. hạn của máy tiện tuỳ thuộc chủ yếu vào chiều sâu cắt t, chất lợng bề mặt gia công , vật liệu gia công , vật liệu dao -Lợng chạy dao Smax tra theo tmax khi tiện ngoài thô -Lợng chạy dao Smin tra theo chất lợng bề mặt yêu cầu Vì máy thiết kế là máy tiện ren vít vạn năng cấp chính xác nâng cao do đó chuỗi dạng dao tuỳ thuộc vào chuỗi ren yêu cầu Lợng chạy dao đợc xắp xếp sau khi thành lập bảng ren 3.3.3... nghệ: Đối với máy thiết kế là máy vạn năng cấp chính xác nâng cao có thể gia công đ ợc các mặt trụ tròn xoay trong và ngoài, mặt côn, mặt phẳng và các loại rẹn Nếu có thêm đồ gá thích hợp có thể mở rộng khả năng gia công của máy còn các nguyên công khác có thể thực hiện trân máy khoan, doa, -Các loại bề mặt gia công trên máy đã phân tích trên -Các nguyên công thực hiện đợc trên máy : tiện, khoan, khoét,... TKMCKL (Mai Trọng Nhân) phù hợp với máy hiện dùng Trang 23 phần IV: Thiết kế động học máy Thiết kế động học máy bao gồm: Thiết kế hộp tốc độ tạo ra đợc chuỗi tốc độ của trục chính Thiết kế hộp chạy dao để tạo ra đợc các lợng chạy dao theo yêu cầu 4.1.Các lựa chọn ban đầu: Khi chọn kiểu truyền dẫn cần căn cứ vào phạm vi điều chỉnh, công suất truyền, trị số trợt, thuận tiện khi điều khiển, thay đổi tốc... +Cải thiện điều kiện lắp ráp và sửa chữa và hiện đại hoá máy +Có khả năng nâng cao kích thớc bộ phận trục chính nhằm nâng cao độ cứng vững +Có khả năng tạo ra hai khỏang tốc độ khác nhau, khoả tốc độ cao dùng cho gia công tinh, khoảng tốc độ thấp dùng cho gia công thô Nhợc điểm của phơng án này là: +Giá thàmh chế tạo cao do dùng hai hộp +Nâng cao kích thớc bộ truyền đai do phải truyền toàn bộ công suất... hoạc có thể nằm trong cácbộ phận thân máy nh: bên máy, hộp trục chính Hộp tốc độ của các máy hiện nay đặc biệt là các máy tiện ren vít vặn năng có số cấp tốc độ và phạm vi điều chỉnh lớn Các hộp tốc độ đòi hỏi đơn giản, gọn nhẹ trục truyền dẫn ít và hiệu suất cao, ít tiếng ồn Mặt khác hộp tốc độ còn có tính công nghệ cao và có độ tin cậy khi vận hành và thuận tiện khi bảo hành và sửa chữa Trang 26... tiến ) Cơ cấu vít me đai ốc có hai loại : vít trợt và vít lăn Chọn vít me đai ốc trợt Ưu điểm của vít me đai ốc trợt: kết cấu đơn giản, gọn, khả năng tải lớn, di chuyển chính xác Nhợc điểm: tổn thất về ma sát trong ren lớn, hiệu suất thấp, nguy hiểm về mòn tăng Trong truyền động vít me đai ốc ma sát trợt yêu cầu nhỏ dùng ren hình thang cân với góc = 300 , loại ren này có tính công nghệ, tiếp nhận đợc... dáng dao độc lập với hình dáng đờng sinh nên việc chế tạo dao có thể đơn giản hơn, song máy lại cần phải có những chuyển động Trang 11 cần thiết nhất định do đó phơng pháp này đợc sử dụng rộng rãi trong các máy vạn năng 2.1.2 .Tiện bề mặt ren: +Sơ đồ gia công n 1 T +Các chuyển động -Theo công dụng cắt gọt tơng tự khi tiện trơn Chuyển động cắt chính Q1 Chuyển động chạy dao dọc T2 -Theo công dụng tạo hình... Với máy có chuyển động chính quay với công suất nhỏ hơn 30kw dùng động cơ nhiều tốc độ nối với hộp tốc độ bánh răng lúc đó hệ thống điều khiển đơn giản tính công nghệ và chất lợng sử dụng máy nâng cao, giảm giá thành chế tạo có thể thay đổi tốc độ ngay khi máy đang chạy Chọn kiểu truyền dần phân cấp không chọn kiểu truyền dẫn vô cấp vì + Ưu điểm của truyền dẫn phân cấp Phù hợp với các máy vạn năng . tài thiết kế đồ án tốt nghiệp là thiết kế máy tiện ren vít vạn năng cấp chính xác nâng cao có các đặc tính sau: 3.1.Đặc trng công nghệ: Đối với máy thiết kế là máy vạn năng cấp chính xác nâng cao. công của máy để đánh giá máy chính xác thờng, máy chính xác cao hơn, máy chính xác đặc biệt và siêu chính xác. 1.2. Thiết kế máy phải có năng suất cao: Muốn nâng cao năng suất của máy công. về thiết kế máy công cụ Trang: phần ii .thiết kế sơ đồ cấu trúc động học của máy Trang: phần iii. thiết kế các đặc tính kỹ thuật của máy Trang: phần iv .thiết kế động học máy Trang: phần v.thiết