ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI Thiết kế máy tiện 16K20   MỤC LỤC L I NÓI UỜ ĐẦ 5 I. CÔNG D NG C A MÁY TI N REN V T V N N NG.Ụ Ủ Ệ Í Ạ Ă 7 Máy ti n ren vít v n n ng l máy công c c dùng ph bi n nh t trong các ệ ạ ă à ụ đượ ổ ế ấ nh máy, phân x ng c khí c a các xí nghi p. Nó c dùng gia công cácà ưở ơ ủ ệ đượ để b m t tròn xoay, b m t ren. Phù h p v i các lo i hình s n xu t n chi c ề ặ ề ặ ợ ớ ạ ả ấ đơ ế lo t nh , thính h p v i s a ch a,ch t o các chi ti t thay th .ạ ỏ ợ ớ ử ữ ế ạ ế ế 7 II. T O HÌNH B M T CHI TI T C A GIA CÔNG.Ạ Ề Ặ Ế Ủ 7 1. S gia công.ơ đồ 7 2. Các chuy n ng c n thi t c a máy.ể độ ầ ế ủ 9 3. Liên k t ông h c v nhóm ng h c.ế đ ọ à độ ọ 10 II. THÀNH L P S C U TRÚC NG H C MÁY.Ậ ƠĐỒ Ầ ĐỘ Ọ 11 PH N IIẦ 15 I. C TR NG CÔNG NGH .ĐẶ Ư Ệ 16 II. C TR NG K CH TH C MÁY.ĐẶ Ư Í ƯỚ 16 III. C TR NG NG H C.ĐẶ Ư ĐỘ Ọ 18 1. Xích t c .ố độ 18 2.Xích ch y dao.ạ 19 IV. C TR NG NG L C H C MÁY.ĐẶ Ư ĐỘ Ự Ọ 20 1. Ch c t tính toán.ế độ ắ 20 2. L c c t.ự ắ 21 3. Mô men xo n l n nh t.ắ ớ ấ 22 5. Ch n s b ng c .ọ ơ ộ độ ơ 22 PHÂN III 24 A: H P T C Ộ Ố ĐỘ 25 I . CH N PH NG ÁN TRUY N D N.Ọ ƯƠ Ề Ẫ 25 1. Ch n ki u truy n d n.ọ ể ề ẫ 25 2. B trí c c u truy n ng.ố ơ ấ ề độ 25 3. L a ch n b truy n cu i cùng.ự ọ ộ ề ố 26 II. CH N PH NG ÁN K T C U.Ọ ƯƠ Ế Ấ 26 1. Ch n d ng k t c u.ọ ạ ế ấ 26 2. Ch n ph ng án k t c u.ọ ươ ế ấ 27 3. Ch n công th c c u trúc.ọ ứ ấ 29 4. L i c u trúc. ướ ấ 30 5. th vòng quay.Đồ ị 33 III. T NH TOÁN NG H C BÁNH R NG.Í ĐỘ Ọ Ă 37 1. Ph ng án tính.ươ 37 t®hkt !!  2 2   2. Tính s r ng cho phép các c u trúc truy n d n .ố ă ấ ề ẫ 40 3. Tính toán h c b truy n aiọ ộ ề đ 45 4. Ki m tra sai s vòng quay v i u ki n l m vi c.ể ố à đ ề ệ à ệ 46 B. THI T K H P CH Y DAOẾ Ế Ộ Ạ 48 I.NH NG L A CH N CHUNG Ữ Ự Ọ 48 2.Ch n c c u i u ch nh .ọ ơ ấ đ ề ỉ 49 II. THI T K H P CH Y DAO.Ế Ế Ộ Ạ 49 1.X p b ng ren.ế ả 53 2. Thi t k nhóm c s .ế ế ơ ở 55 3. Thi t k nhóm bù.ế ế 57 3. Thi t k nhóm truy n g p b i.ế ế ề ấ ộ 60 Hình 8: 62 5. Ki m tra sai s b c ren.ể ố ướ 64 1.Ch c t g t c c i.ế độ ắ ọ ự đạ 72 1.Ch c t g t tính toán.ế độ ắ ọ 73 1.Ch th máy.ế độ ử 74 II. T NH L C C T.Í Ự Ắ 75 1.Theo ph ng Z ( 0Z ).ươ 75 2.Theo ph ng y ( 0y ).ươ 75 3.Theo ph ng y ( 0x ).ươ 75 III. T NH CÔNG SU T NG C .Í Ấ ĐỘ Ơ 75 1.Xác nh công su t truy n d n chính xác.đị ấ ề ẫ 76 B NG NG L C H C MÁYẢ ĐỘ Ự Ọ 78 2.Tính công ch y dao nhanh.ạ 80 3.Tính mô men xo n trên các tr c c a h p t c .ắ ụ ủ ộ ố độ 80 4.Tính s vòng quay nt cho các tr c trong h p ch y dao.ố ụ ộ ạ 81 5. Tính công su t c t trên các tr c HCD.ấ ắ ụ 84 6. Tính mômen xo n trên các tr c ắ ụ 85 PH N V Ầ 86 I. THI T K B TRUY N BÁNH R NG TRONG H P CH Y DAO.Ế Ế Ộ Ề Ă Ộ Ạ 87 1. Ch n v t li u.ọ ậ ệ 87 2. Ch n các h s .ọ ệ ố 87 3. H s t i tr ng K.ệ ố ả ọ 87 4. Tính môdun 89 5. Ki m tra theo u n.ể ố 89 6. Xác nh các kích th c còn l i c a b truy n.đị ướ ạ ủ ộ ề 90 II. T NH LY H P AN TOÀN V U.Í Ợ Ấ 91 III. T NH B TRUY N V T ME - AI C (Vít me d c).Í Ộ Ề Í Đ Ố ọ 94 1. Ch n v t li u l m vít me - ai c.ọ ậ ệ à đ ố 94 2. L c kéo.ự 94 3. Tính theo b n mòn.độ ề 95 4. Tính s c b n.ứ ề 96 5. Tính theo c ng.độ ứ 97 6. Tính theo n nh.độ ổ đị 97 V.T NH TOÁN CH N B TRUY N BÁNH R NG THANH R NG.Í Ọ Ộ Ề Ă Ă 98 PH N VIẦ 100 t®hkt !!  3 3   I. H TH NG BÔI TR N VÀ CÁC B PH N C A NÓ.Ệ Ố Ơ Ộ Ậ Ủ 101 II. XÁC NH L U L NG C A B M.ĐỊ Ư ƯỢ Ủ Ơ 102 III. H TH NG LÀM MÁT VÀ CÁC B PH N C A NÓ.Ệ Ố Ộ Ậ Ủ 105 H13 : S h th ng l m l m ngu iơ đồ ệ ố à à ộ 105 TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 107 N i dung Trang ộ 108 t®hkt !!  4 4   LỜI NÓI ĐẦU Máy cắt kim loại chiếm một vị trí quan trọng trong ngành chế tạo máy, để sản xuất ra các chi tiết máy của các máy khác nhau nghĩa là chế tạo ra tư liệu sản xuất chế tạo ra máy móc khác nhau để cơ khí hoá và tự động hoá ngành kinh tế quốc dân. Máy công cụ có nhiều loại như: tiện, phay, bào máy vạn năng, chuyên dùng, tự động, bán tự động sản phẩm cơ khí đa dạng, phong phú, do vậy cần có các máy vạn năng để đảm nhận. Máy vạn năng cần phải được cải tiến liên tục để đáp ứng được các yêu cầu công nghệ của các sản phẩm cần gia công, để gia công được các chi tiết khác nhau, các bề mặt khác nhau, vậy nó không thể thiếu được ở các nhà máy cơ khí. Đề tài tốt nghiệp của em là thiết kế Máy tiện Ren vít vạn năng với số cấp tốc độ Zn = 22; H = 200 Máy tiện ren vít vạn năng rất quan trọng, nó có công dụng rất lớn. Máy này có thể tiện trơn, tiện lỗ, tiện côn, tiện các bề mặt định hình, tiện các loại ren hệ mét, hệ Anh, hệ ren Quốc tế, Môđul, ren trái, ren phải, một đầu mối, nhiều đầu mối, ren mặt đầu Vì khả năng công nghệ lớn như vậy cho nên cấu trúc, kết cấu máy rất phức tạp. Với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Thạc Sỹ: Nguyễn Thuận cùng với sự cố gắng của bản thân, nhưng là lần đầu tiên thiết kế tỉ mỉ một cách phức tạp do vậy không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình thiết kế. Rất mong nhận được sự góp ý của các thầy giáo và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn. Ngày tháng 11 năm 2002 Sinh viên thiết kế : ĐINH NGỌC LONG t®hkt !!  5 5   PHẦN I TỔNG HỢP CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC MÁY t®hkt !!  6 6   I. CÔNG DỤNG CỦA MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG. Máy tiện ren vít vạn năng là máy công cụ được dùng phổ biến nhất trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí của các xí nghiệp. Nó được dùng để gia công các bề mặt tròn xoay, bề mặt ren. Phù hợp với các loại hình sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ, thính hợp với sửa chữa,chế tạo các chi tiết thay thế. Ngày nay do tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật, máy tiện ren vít vạn năng được cải tiến nhiều cho phù hợp với nhu xu hướng phát triển của thời đại. Đặc biệt là các máy được điều khiển theo chương trình số (CNC), ứng dụng công nghệ mới CAD/CAM/CNC. Ngoài việc gia công các bề mặt tròn xoay, bề mặt ren. Nếu sử dụng thêm các đồ gá chuyên dùng thi có thể mở rộng thêm khả năng công nghệ của máy để thực hiện các nguyên công khác như khoan, khoét, doa, tiện, các bề mặt định hình, mặt phẳng, cắt đứt có độ chính xác cao. Những công việc chủ yếu của máy tiện ren vít vạn năng là để tiện tròn và tiện ren. Máy có thể tiện được các loại ren hệ mét, ren hệ Anh, ren nhiều đầu mối, ren khuếch đại, ren tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn, ren trái và ren phải. . . II. TẠO HÌNH BỀ MẶT CHI TIẾT CỦA GIA CÔNG. 1. Sơ đồ gia công. Máy tiện ren vít vạn năng chủ yếu gia công các bề mặt tròn xoay (Trụ tròn) và bề mặt ren. Chọn hai nguyên công đặc trưng này của máy để xác định sơ đồ gia công. Bản vẽ khụng thể up lờn được. Bạn nào cần đồ ỏn này thỡ pm mỡnh nhộ 097405945 t®hkt !!  7 7 Q 1 + 2 1 A T 2 "  #$ơđồ%ệụ ơ   a. Nguyên công tiện trụ trơn. Bề mặt này được hình thành nhờ hai chuyển động: chuyển động quay tròn của trục chính mang phôi Q 1 và chuyển động tịnh tiến bàn máy mang dao T 2 tạo ra lượng chạy dao. Vậy có hai chuyển động tạo hình là: + φ S (Q 1 ): Chuyển động tạo hình đường sinh 1. + φ c (T 1 ): Chuyển động tạo hình đường chuẩn 2. phương pháp tạo hình bề mặt vết ( quỹ tích) b.Nguyên công tiện ren. Đường sinh (1) là prôfin ren được hình thành từ phương pháp chép hình. Đường chuẩn (2) là đường xoắn vít trụ được hình thành từ phương pháp vết. Để tạo bề mặt ren thì 2 chuyển động thành phần Q 1 , T 2 phải có mối quan hệ chặt chẽ với nhau đảm bảo khi trục chính mang phôi quay một được vòng thì bàn maý mang dao phải dịch chuyển một lượng bằng bước ren t hay bước xoắn H đối với ren nhiều đầu mối. Vậy có hai loại chuyển động tạo hình là : φ S (Q 1 ) : Chuyển động tạo hình đường sinh 1. φ c (Q 1 , T 2 ) : Chuyển động tạo hình của đường chuẩn 2. t®hkt !!  8 8 + "  $ơđồ%ệ & + 2 T 2 Q 1 1 t   2. Các chuyển động cần thiết của máy. a. Chuyển động tạo hình (ký hiệu φ ) . Chuyển động tạo hình là chuyển động cần thiết để tạo ra đường sinh và đường chuẩn. Số lượng các chuyển động tạo hình được xác định qua biểu thức: N φ = N φ s + N φ c - 1/2 N φ T Trong đó: N φ s : Số lượng thành phần chuyển động tạo hình đường sinh. N φ c : Số lượng thành phần chuyển động tạo hình đường chuẩn. N φ T : Số chuyển động trùng. Trong đó : N φ s =0 ; N φ c =2 ; N φ T =0 (Tiện ren) N φ s =1 ; N φ c =1 ; N φ T =0 (Tiện trơn) Như vậy trong cả hai trường hợp tiện thì N φ =2 nghĩa là chuyển động tạo hình gồm có 2 thành phần φ(Q 1 ,T 2 ). b. Chuyển động cắt gọt. Chuyển động căt gọt là chuyển động cần thiết để thực hiện và duy trì quá trình bóc phoi, ở đây chuyển động cắt gọt trùng với chuyển động tạo hình do đó cấu trúc động học máy đơn giản nhưng nó lại hạn chế công suất cắt gọt. Ngoài các chuyển động chạy dao dọc của bàn máy chuyển động phụ còn có chuyển động dao ngang để thực hiện một số nguyên công khác như : Xén măt đầu, tiện cắt đứt. c. Chuyển động phân độ. Chuyển động phân độ là chuyển động cần thiết để dịch chuyển tương đối giữa dao và phôi sang vị trí mới, khi trên chi tiết gia công có nhiều bề mặt gia công căn bản giống nhau. Ví dụ như : Tiện ren nhiều đầu mối. t®hkt !!  9 9   d. Chuyển động định vị. Chuyển động định vị là chuyển đông nhằm khống chế kích thước gia công của chi tiết gia công, nó có nhiệm vụ xác định hướng và tạo độ phôi và dao với nhau, tức là xác định vị trí tương đối của đường sinh với đường chuẩn trong các trục toạ độ của máy. Chuyển động định vị có thể là chuyển động ăn dao điều nếu trong lúc thực hiện có tiến hành cắt gọt và có thể là chuyển động điều chỉnh nếu trong lúc thực hiện không có quá trình cắt gọt. e. Chuyển động điều khiển. Là chuyển động nhằm đảm bảo máy hoạt động theo một tiến trình công nghệ xác định, chuyển động này của máy là chuyển động cần thiết để cho máy trở thành máy tự động hay bán tự động. Ví dụ như những chuyển động đóng mở lý hợp hay khống chế hành trình. g. Các chuyển động phụ khác. Là các chuyển động thực hiện dịch chuyển dao hay phôi với tốc độ lớn mà không tham gia cắt gọt, các chuyển động này cần thiết khi kết thúc một lượt để chuyển sàng lượt gia công khác. 3. Liên kết đông học và nhóm động học. a. Liên kết động học. Để thiết lập một chuyển động chấp hành hoàn toàn cần thực hiện một liên kết về chuyển động giữa các khâu chấp hành với nhau và với nguồn chuyển động liên kết đó gọi là liên kết động học, có hai loại liên kết động học là: + Liên kết trong: Có nhiệm vụ nối giữa các khâu chấp hành với nhau đảm bảm chuyên động chấp hành đi theo quỹ đaọ đã cho và bản thân nó nếu không có nguồn chuyển động thì không thể chuyển động được. t®hkt !!  10 10 [...]... n b truyn vớt me ngang trờng đhkt công nghiệp -11/2002- 14 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp hoá M2 10 9 tvmn - Bộ môn máy và tự động 15 Phng trỡnh iu chnh n/c(M2) ìi109ìtvmn = Sng(mm) PHN II C TRNG K THUT CA MY trờng đhkt công nghiệp -11/2002- 15 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp Bộ môn máy và tự động hoá I C TRNG CễNG NGH - 16 Mỏy tin ren vớt vn nng cú th gia cụng c cỏc b mt tr trũn xoay (trong, ngoi);... =2.200 = 400 (mm) trờng đhkt công nghiệp -11/2002- 16 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp Bộ môn máy và tự động 17 hoá ng kớnh chi tit ln nht cú th gia cụng trờn bn dao, l ng kớnh gia cụng hiu qu nht m ta dựng tớnh toỏn cỏc c trng k thut l: D1max = (1,241.4) H Chn D1max = 1,3H = 1,3.200 = 260 (mm) Chn theo mỏy cú trc 16K20 ly D1max = 220 (mm) - ng kớnh bộ nht ca phụi cú th gia cụng c trờn mỏy D1min = 1 D1... 0,2.220 = 44 (mm) Chn theo mỏy cú trc kiu 16K20 ly dmax =50 (mm) - Khong cỏch xa nht gia hai mi tõm : Ly theo kiu mỏy cú trc L= 710(mm) ; 1000(mm) ; 1400 (mm) ; 2000 (mm) L= (3,547).200 =70041400 (mm) Chn L= 1000(mm) - S tc quay ca trc chớnh : 24 (22 cp khỏc nhau) trờng đhkt công nghiệp -11/2002- 17 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp hoá Gii hn tc quay ca trc chớnh: Bộ môn máy và tự động 18 nmin =12,5 (vũng/phỳt)... 22 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp Bộ môn máy và tự động 23 hoá trong ú: Ks=(1,0241,2) l h s k n cụng sut chy dao chn Ks=1,2 = (0,75 ữ 0,85) l h s hiu sut truyn dn; chn = 0,77 thay s c: N d / c = 1,2 5,249 = 8,18( Kw) 0,77 Vy ta chn s b ng c khụng ng b 3 pha cú N= 10(Kw) ; trờng đhkt công nghiệp n=1460(v/ph) -11/2002- 23 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp hoá Bộ môn máy và tự động 24 PHN III THIT K NG HC... lng ca nú cng tng dn lờn m bm s phõn b ca nhúm truyn trong hp v trng lng Vỡ vy chn phng ỏn tt nht l: trờng đhkt công nghiệp Z=3ì2ì2ì2 -11/2002- 28 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp Bộ môn máy và tự động 29 hoá Theo mỏy cú trc 16K20 cựng chng loi, b truyn tc thp b trớ thờm hai nhúm truyn mi nhúm cú duy nht mt b truyn gim tc s d nh vy l kt cu khụng gian ca mỏy hp lý v khi ct ren khuych i ngi ta li dng... n 13 n 12 n 11 n 10 n9 n8 n7 n6 n5 n4 n3 n2 n1 VI P3 = 2 X3 = 6 II Bộ môn máy và tự động P3 = 2 X3 = 4 P2 = 3 X2 = 3 I P1 = 2 X1 = 1 P2 = 3 X2 = 2 P1 = 2 X1 = 1 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp hoá H ì n h 5: L ư ớ i c ấ u t r ú c p h ư ơ n g á n Z= 2 2 trờng đhkt công nghiệp -11/2002- 32 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp hoá Bộ môn máy và tự động 33 5. th vũng quay - Mun xõy dng c th vũng quay ta phi xỏc... * Xớch tc : - T ng c M1 n trc chớnh mang phụi M1 1 2 iv 3 4 Trc chớnh - Lng di ng tớnh toỏn trờng đhkt công nghiệp -11/2002- 12 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp hoá n/c = nT/c (Vũng/phỳt) - Bộ môn máy và tự động 13 Phng trỡnh iu chnh n/cì i12 ì ivìi34 = nt/c - Cụng thc ng hc iv= Cv nt/c * Xớch chy dao tin trn - T trc chớnh mang phụi b truyn bỏnh rng thanh rng Trc chớnh 4 5 is 6 8 BR TR -... hn ca trc chớnh Theo ti thit k ta cú: nmin= 12,5 (v/ph) ; nmax= 1600 (v/ph) + S cp tc l zn= 22 + Phm vi iu chnh tc trờng đhkt công nghiệp -11/2002- 18 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp hoá Rn = Bộ môn máy và tự động 19 nmax 1600 = = 128 nmin 12,5 + Chn cụng bi Phm vi iu chnh Rn = = z 1 nmax = nmin z 1 n max = z-1 n min Rn = z 1 128 = 1,259 Tra bng 4[1] chn = 1,26 +Tớnh s vũng quay ca trc chớnh sau:... (v/ph) 2.Xớch chy dao - Tc chy dao ca mỏy ph thuc vo chiu sõu ct khi gia cụng v cht lng b mt, yờu cu k thut ca chi tit cn gia cụng trờng đhkt công nghiệp -11/2002- 19 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp Bộ môn máy và tự động 20 hoá Chiu sõu ct tmax c lp bng lng d h thp, khi gia cụng c, theo bng 6[1], vi kớch thc phụi l: 200ì1000 (mm) cú lng d 2 phớa l a= 14(mm) t max = - a 14 = = 7(mm) 2 2 Chiu sõu tmin c tớnh... Chiu sõu ct tớnh toỏn: c xỏc nh theo biu thc: t * = 0,7 ì 3 D1max trờng đhkt công nghiệp (mm) -11/2002- 20 Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp hoá Vi D1max=220 (mm) thay s t * = 0,7 ì 3 220 4,226 - Bộ môn máy và tự động (mm) Lng chy dao tớnh toỏn: c xỏc nh theo biu thc: S * = 0,4.t * 0,3 (mm/v) S = 0,4.4,226 0,3 = 1,39 * - 21 (mm/v) Tc ct tớnh toỏn: c xỏc nh theo biu thc sau: V* = Cv K v t *xv S * yv . các nhà máy cơ khí. Đề tài tốt nghiệp của em là thiết kế Máy tiện Ren vít vạn năng với số cấp tốc độ Zn = 22; H = 200 Máy tiện ren vít vạn năng rất quan trọng, nó có công dụng rất lớn. Máy này. dao dọc T 2 máy còn có chuyển động chạy dao ngang T 3 để tiện ren mặt trục, tiện phẳng, tiện mặt đầu tiện căt đứt. . . Do đó liên kết của máy phải có vít me ngang. Khi thực hiện tiện trơn chuyển.  6 6   I. CÔNG DỤNG CỦA MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG. Máy tiện ren vít vạn năng là máy công cụ được dùng phổ biến nhất trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí của các xí nghiệp.