Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu tham khảo máy tiện ren vít vạn năng
Thuyế t minh đồ án tốt n g hiệp Bộ mô n : M á y v à t ự động h o á Phần1 Tổng hợp cấu trúc động học máy I. Phạm vi sử dụng của máy Máy tiện ren vít vạn năng là máy công cụ đợc dùng phổ biến nhất trong các nhà máy cơ khí, các phân xởng cơ khí sửa chữa của các xí nghiệp. Nó dùng để gia công các bề mặt tròn xoay (trong và ngoài), mặt côn (trong và ngoài) phù hợp với loại hình sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ thích hợp cho việc sửa chữa, chế tạo chi tiết thay thế Ngày nay máy tiện ren vít vạn năng không ngừng đợc cải tiến để phù hợp với tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Ngoài việc gia công các bề mặt tròn xoay đơn giản trên máy tiện ren vít vạn năng còn có thể gia công đợc các bề mặt định hình phức tạp, gia công các lỗ nh khoan, khoét, doa, ta rô đạt độ chính xác cao. u điểm nổi bật là có thể khoan sâu đợc các lỗ, tiện côn chi tiết có góc côn nhỏ nếu dùng đồ gá đặc biệt có thể tiện đợc mặt êlíp, đa giác, phay II. Tính năng công nghệ : Máy tiện ren vít vạn năng là loại máy tiện đợc các loại ren đó là ren quốc tế, ren mô đun, ren anh, ren fitch ngoài ra nó còn thực hiện các nguyên công khác nhau trên các chi tiết khác nhau nó là loại máy đợc dùng trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ III. Phơng pháp tạo hình bề mặt : Máy tiện vít vạn năng chủ yếu là gia công các bề mặt tròn xoay, mặt côn, mặt ren vít, mặt đầu. Các bề mặt này đợc hình thành theo nguyên tắc sau. 1. Phơng pháp tạo hình bề mặt tròn xoay (Tiện trụ trơn). Để tạo hình bề mặt tròn xoay thì máy cần các chuyển động sau D ơ n g V ă n H ậ u Lớp THCN- 03M 1 Thuyế t minh đồ án tốt n g hiệp Bộ mô n : M á y v à t ự động h o á + Chuyền động quay tròn của trục chính mang phôi Q 1 + Chuyển động tịnh tiến chạy dọc T 1 ( Đờng chuẩn) Vậy chuyển động tạo hình gồm có hai thành phần đó là chuyển động quay tròn của trục chính Q 1 và chuyển động tịnh tiến dọc phôi T 1 2. Phơng pháp tạo hình mặt phẳng (Mặt đầu) Để máy tạo hình mặt đầu thì máy phải có các chuyển động sau + Chuyển động quay tròn của phôi Q 1 + Chuyển động tịnh tiến hớng kính của dao T 2 3. Phơng pháp tạo hình mặt ren Ta thấy một bề mặt có thể tạo thành bằng cách tạo ra đờng sinh và thực hiện trợt đờng sinh theo đờng chuẩn để tạo thành một bề mặt nào đó. Không chỉ cần biết hình dạng của đờng sinh mà còn cần phải biết vị trí tơng đối và tuyệt đối của chúng. + Đờng chuẩn là đờng ren vít đợc tạo thành bởi phơng pháp vết (Phơng pháp quĩ tích). + Đờng sinh là Profin ren đợc tạo thành bởi phơng pháp chép hình. Để tạo ra bề mặt ren thì hai chuyển động thành phần Q 1 và T 1 phải có mối quan D ơ n g V ă n H ậ u Lớp THCN- 03M -2- i s i v Thuyế t minh đồ án tốt n g hiệp Bộ mô n : M á y v à t ự động h o á hệ chặt chẽ đảm bảo khi trục chính mang phôi quay một vòng thì bàn xe dao dịch chuyển đợc một lợng bằng bớc ren (S) hay ren xoắn S*(với ren nhiều đầu mối) = (Q 1 ; T 1 ). IV. Các chuyển động trên máy : 1, Chuyển động tạo hình ký hiệu Chuyển động tạo hình là chuyển động cần thiết để tạo ta đờng sinh công nghệ và dịch chuyển nó theo đờng chuẩn. Về mặt lý thuyết số lợng thành phần chuyển động tạo hình một bề mặt cơ bản tối đa là 6 (3 chuyển động tạo nên đờng sinh, 3 chuyển động tạo nên đ- ờng chuẩn). Song thực tế do trùng lặp hoặc do phơng pháp tạo hình ít khi lớn hơn 3. Tính số lợng phần chuyển động tạo hình theo công thức: N =N s + N c - 1 ữ 2 N t Trong đó: N s - số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng sinh. N c - số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng chuẩn. N t - số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng trùng. D ơ n g V ă n H ậ u Lớp THCN- 03M -3- i s i v Thuyế t minh đồ án tốt n g hiệp Bộ mô n : M á y v à t ự động h o á 2, Chuyển động cắt gọt Chuyển động cắt gọt là chuyển động cần thiết để thực hiện (chuyển động chính n) và tiếp tục chuyển động chạy dao S để thực hiện quá trình bóc phôi. Thông thờng chuyển động cắt trùng với chuyển động tạo hình, việc trùng này làm cho cầu dao máy đơn giản song lại làm hạn chế năng suất cắt gọt. Ví dụ: Khi tiện ren đờng sinh tam giác đợc tạo thành bằng cách chép hình lỡi dao tiện, đờng chuẩn xoắn vít đợc hình thành bằng chuyển động t (N,T) gồm hai thành phần quay và tịnh tiến, chuyển động cắt gọt C(V,S) với V là chuyển động cắt chính và S là chuyển động chạy dao. Đối với ren bớc lớn ta phải hạ thấp tốc độ nghĩa là hạ thấp tốc độ cắt V bởi vì N và T là chuyển động ràng buộc nhau theo đờng xoắn vít. Để nâng cao năng suất của ren bớc lớn đợc gia công bằng máy phay, lúc đó chuyển động cắt C(Nd) độc lập với chuyển động tạo hình c (N ct ,T), lúc này chuyển động tạo hình chỉ trùng với chuyển động chạy dao mà thôi c (N ct ,T) = . 3, Chuyển động phân độ Fa Chuyển động phân độ là chuyển động cần thiết để dịch chuyển tơng đối dao và phôi sang vị trí mới khi trên chi tiết có nhiều bề mặt cơ bản giống nhau. Trong máy ta thiết kế thì chuyển động phân độ để tiện ren chiều dày nối dịch bàn dao, hoặc quay trục chính đi một góc. 4, Chuyển động định vị Đ Chuyển động định vị là chuyển động nhằm không chế kích thớc bề mặt, nó có nhiệm vụ xác định hớng và tạo độ phôi và dao với nhau, tức là xác định ra độ tơng đối của đờng sinh và đờng chuẩn với nhau trong các trục tạo độ của máy.Chuyển động định vị có thể là chuyển động ăn dao nếu trong lúc thực hiện có tiến hành cắt gọt và có thể là chuyển không có quá trình cắt gọt. 5, Chuyển động điều khiển D ơ n g V ă n H ậ u Lớp THCN- 03M -4- Thuyế t minh đồ án tốt n g hiệp Bộ mô n : M á y v à t ự động h o á Chuyển động này nhằm đảm bảo máy hoạt động theo một tiến trình công nghệ, xác định chuyển động này của máy là điều kiện cần thiết để trở thành tự động hay bán tự động. 6, Chuyển động phụ Là chuyển động thực hiện chuyển dịch dao hay phôi với tốc độ lớn không tham gia cắt gọt. Các chuyển động này cần thiết khi kết thúc một lợt gia công để chuyển sang lợt gia công khác. Trong máy bao gồm các chuyển động: chạy dao nhanh, đóng mở dung dịch trơn nguội, làm mát, đóng mở các cơ cấu dẫn động đảo chiều. V. Tổng hợp cấu trúc động học của máy Cấu trúc động học của máy nó phản ánh tất cả các xích truyền dẫn để thực hiện chuyển động của máy nó bao gồm các nhóm động học nh nhóm tốc độ, nhóm chạy dao đợc liên kết động học với nhau tạo thành cấu trúc động học toàn máy. Vì vậy muốn xây dựng cấu trúc động học toàn máy ta cần phải nắm vững các nguyên tắc nối động và nguyên tắc bố trí khâu điều chỉnh chuyền động chạy dao dọc T 1 , chuyển động chạy dao ngang T 2 . Để thực hiện tiện ren, mặt trụ, tiện phẳng mặt đầu, tiện cắt đứt Khi thực hiện tiện trơn chuyển động tịnh tiến bàn xe dao T 1 do cơ cấu bánh răng, thanh răng đảm nhận. Khi cắt ren sử dụng vít me đai ốc dọc. Theo yêu cầu của máy phải gia công đợc các loại phôi có kích thớc khác nhau nằm trong phạm vi cho phép và thoả mãn tính công nghệ để cho chế độ cắt hợp lý nên trục chính phải có nhiều tốc độ khác nhau để thực hiện điều đó ta phải thiết kế hộp tốc độ và cơ cấu điều chỉnh hộp tốc độ cho trục chính. Đồng thời khi cắt ren, tiện trơn, chạy nhanh cũng cần có tốc độ khác nhau khi gia công các chi tiết khác nhau nên cần phải có bộ phận thay đổi tốc độ của trục vít me và trục trơn rộng khi cắt ren tuỳ theo yêu cầu và chất lợng của ren vít mà ta thay đổi tốc D ơ n g V ă n H ậ u Lớp THCN- 03M -5- Thuyế t minh đồ án tốt n g hiệp Bộ mô n : M á y v à t ự động h o á độ vít me cho phù hợp. Khi tiện trơn ta thay đổi tốc độ của trục trơn cho phù hợp với chế độ cắt. VI. Phơng trình điều chỉnh động học ở đây ta chỉ xác định công thức điều chỉnh máy và tỷ số truyền các khâu điều chỉnh. Ta lần lợt làm các việc sau + Chọn xích tính toán là xích động học qui ớc nhằm mục đích xác định tỷ số truyền các khâu điều chỉnh + Xác định xích chuyển vị tơng đối của các khâu nếu nó là chuyển vị của dao và phôi (Trục chính) + Xích tốc độ cắt (Truyền dẫn chính ) - Xích liên kết : Động cơ M 1 - 1 - 2 - i v -3 - 4 - Trục chính - Lợng di động tính toán: n dc (v/p)động cơ M 1 n tc v/p t.c - Phơng trình điều chỉnh :n đc x i 1-2 x i v x i 3-4 = n tc - Công thức điều chỉnh : i v = C v .n tc + Xích cắt ren D ơ n g V ă n H ậ u Lớp THCN- 03M -6- 8 9 10 11 M2 7 6 tv1 12 tv2 5 is 2 1 M1 iv2 3 iv1 4 Q1 i v i s Thuyế t minh đồ án tốt n g hiệp Bộ mô n : M á y v à t ự động h o á V tc - 4 - 5 - i s - 6 - 7 - T vm - Bàn xe dao + Tiện trơn V tc - 4-5- i s -6-7-10 -Bánh răng-Thanh răng - 11 - 12 - T vm (ngang) - Bàn dao Từ phơng trình liên kết động học trên ta tìm ra công thức điều chỉnh khâu chấp hành i s và i v - Xích chạy dao nhanh : N đc (M2) - 8 - 9 - 10 - mz = S d mm/ph N đc (M2) - 8 - 9 - 10 -11- 12 - T vm (ng) = S ng mm/ph Phần II Đặc trng kỹ thuật của máy I- Đặc trng công nghệ của máy : D ơ n g V ă n H ậ u Lớp THCN- 03M -7- Thuyế t minh đồ án tốt n g hiệp Bộ mô n : M á y v à t ự động h o á - Trên máy ren vít vạn năng có thể thể gia công đợc các bề mặt tròn xoay ngoài, tròn xoay trong, mặt côn, mặt đầu các bề mặt ren tiêu chuẩn, ren phải hoặc ren trái. Nếu có thêm các đồ gá thích hợp để mở rộng khả năng gia công của máy. - Các nguyên công thực hiện đợc trên máy: Tiện trơn, tiện ren, khoan, khoét, doa, tarô - Các loại phôi đợc gá trên máy: Phôi gá bằng mâm cặp, mũi chống tâm, phôi gá luồn qua trục chính. Ngoài ra trên máy còn gá các chi tiết có hình dạng phức tạp khác - Công nghệ điển hình Công nghệ điều chỉnh nguyên công đặc trng mang phôi của máy là tiện mặt trụ ngoài. Do đó đặc trng tính toán của máy là dùng cho các trờng hợp sau: + Vật liệu gia công trên máy là thép hợp kim có b = 750 N/mm 2 + Vật liệu dụng cụ cắt là thép hợp kim dụng cụ, thép gió, thép hợp kim cứng II. Đặc trng kích thớc của máy - Chiều cao tâm máy H = 200(mm) - Đờng kính gia công đợc trên máy lớn nhất là 2H = D max - Đờng kính lớn nhất của phôi gia công trên bàn dao là đờng kính gia công hiệu quả nhất dùng để tính toán các đặc trng kỹ thuật của máy D 1 max = (1,1 ữ 1,5)H D 1 max = 1,3 x 200 = 260 mm - Đờng kính bé nhất của phôi D 1 min = d R 1 . D 1 max [1] Trang 43 R d là phạm vi thay đổi đờng kính của phôi R = 10 D ơ n g V ă n H ậ u Lớp THCN- 03M -8- Thuyế t minh đồ án tốt n g hiệp Bộ mô n : M á y v à t ự động h o á D 1 min = 10 260 = 26 (mm) - Đờng kính phôi thanh luồn qua lỗ trục chính d t max = (0,15 ữ 0,2) D 1 max = 0,17 x 260 = 44,2 mm - Số dao trên bàn dao là 4 III- Đặc trng động học của máy 1. Xích tốc độ Việc tính tốc độ cắt lớn nhất và bé nhất của máy bằng cách phối hợp những điều kiện thuận lợi hoặc khó khăn nhất với nhau sẽ dẫn tới phạm vi điều chỉnh của máy phức tạp. Do đó ta chọn tốc độ cắt tới hạn tốt nhất là căn cứ vào tài liệu thống kê sử dụng tốc độ cắt trên máy tiện - Với máy có Z = 22; = 1,26; n min = 12,5v/p n z = n max = n 1 . z - 1 = 12,5. 1,26 21 = 1602. Ta lấy n max = 1600 (v/ph) - Phạm vi điều chỉnh R n = 5.12 1600 n n min max = = 128 = 122 n R lg = 128lg 122 1 lglg 1 1 = n R z lg = 0,1 = 10 0,1 = 1,2599 1,26 - Vận tốc lớn nhất (m/p) n max = 1000 26.14,3.1600 1000 D n V D V.1000 minmax max min max =130,6 (m/p) - Vận tốc cắt bé nhất (m/p) V min = == 1000 260.14,3.5,12 1000 D n maxmm 18,205 m/p Theo công thức n z = n 1 . z - 1 ta tính đợc chuỗi số vòng quay của máy với = 1,26. D ơ n g V ă n H ậ u Lớp THCN- 03M -9- Thuyế t minh đồ án tốt n g hiệp Bộ mô n : M á y v à t ự động h o á Theo bảng 3 - [1] chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn ta có chuỗi số vòng quay sau Với = 1,26 Ta có n 1 = 12,5 n 7 = 50 n 13 = 200 n 19 = 800 n 2 = 16 n 8 = 63 n 14 = 250 n 20 = 1000 n 3 = 20 n 9 = 80 n 15 = 315 n 21 = 1250 n 4 = 25 n 10 = 100 n 16 = 400 n 22 = 1600 n 5 = 31,5 n 11 =125 n 17 = 560 n 6 = 40 n 12 = 160 n 18 = 630 2. Xích chạy dao Tốc độ chạy dao của máy tiện phụ thuộc chủ yếu vào chiều sâu cắt khi gia công và tuỳ thuộc vào yêu cầu chất lợng bề mặt gia công Theo công thức kinh nghiệm về tính toán chế độ cắt cực đại t max = c 3 max d Theo [1] Trang 91 c = 0,7 đối với thép t max = 0,7 3 260 = 4,46 (mm) t (min) = ) 4 1 2 1 ( ữ t max = 4,46 . 0,3 = 1,33 (mm) s max = ) 4 1 3 1 ( ữ t max = 3 46,4 t 3 1 max = = 1,48 (mm) s min = ) 10 1 5 1 ( ữ t max = 10 46,4 = 0,46(mm) IV. Đặc trng động lực học của máy Đặc trng động lực học của máy đợc xác định theo chế độ cắt tính toán có tải trọng và công suất lớn nhất 1. Chế độ cắt tính toán - Chiều sâu cắt tính toán: t max = 4,46 (mm) D ơ n g V ă n H ậ u Lớp THCN- 03M -10- [...]... Hộp chạy dao của máy tiện ren vít vạn năng có hai tác dụng đó là tiện trơn và tiện ren Nhng khi tiến hành tính toán ta chú ý đến khâu tiện ren coi đó là nguyên công đặc trng của máy tiện Sau khi tính toán xong ta tính lại các bớc tiện trơn nếu thấy nó trùng gần sát với khâu tiện ren thì không ảnh hởng gì đến năng suất của máy Trên máy tiện ren vít vạn năng ta có thể tiện đợc các loại ren sau Theo yêu... và tự I Những lựa chọn chung 1 Chọn đặc tính chạy dao : Đối với máy thiết kế là máy tiện ren vít vạn năng theo yêu cầu kỹ thuật thì bề mặt gia công là tiện trơn và tiện ren Nên ta xây dựng chuỗi chạy dao theo chuỗi chạy ren vì hộp chạy dao của máy tiện phải đảm bảo một tỷ số truyền chính xác để cắt các loại ren khác nhau Mặt khác bớc ren đợc cắt đã đợc tiêu chuẩn hoá nếu có sai số giữa tỷ số truyền... 0.75 3.5 1.75 - 4 5 6 7 0.25 - 2 Sơ đồ cấu trúc máy tiện ren : Xích tiện ren phải đảm bảo cứ sau mỗi vòng quay của phôi thì dao phải tịnh tiến dọc một lợng đúng bằng bớc ren cần gia công Nên giữa 2 khâu chấp hành phải có khâu điều chỉnh bớc ren đó là is Thông thờng để đáp ứng đợc tính chất vạn năng của máy mà vẫn không làm tăng đáng kể kích thớc của máy thì khâu điều chỉnh đợc phân thành các nhóm sau:... vào máy chuẩn 16K20 ta có: t = (0,5 ữ 112) (mm) m = (0,5 ữ 112) (mm) n = 56 ữ 0,25 (Vren/1) P = 56 ữ 0,25 (Số mô đun/1) Trong đó: Loại ren Số đo Bớc ren Ren quốc tế t t Ren mô đun m t = m Ren hệ Anh n t= Ren Pitch p t= 25,4 n 25,4. p Dựa vào yêu cầu của máy thiết kế nh trên ta có trình tự thiết kế hộp chạy dao là: Dơng Văn Hậu 03M -29- Lớp THCN- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp động hoá Bộ môn: Máy và... giữa tỷ số truyền và tỷ số truyền tính toán nó sẽ ảnh hởng tới độ chính xác của bớc ren gia công vì nó tạo ra tốc độ cắt của dao không đều 2 Chọn cơ cấu điều chỉnh : Có nhiều loại cơ cấu điều chỉnh trong máy cắt kim loại nh cơ cấu noóc tông, mê-an, di trợt, then kéo Nhng đối với máy ta thiết kế là máy tiện ren vít vạn năng nên ta chọn cơ cấu bánh răng di trợt để điều chỉnh cho nhóm cơ sở vì nó có u nhợc... truyền để cắt các loại ren khác nhau nh - Không đổi đờng truyền trong nhóm cơ sở khi đổi hệ ren - Có đổi đờng truyền trong nhóm cơ sở khi chuyển hệ ren Tham khảo máy 16K20 và để tiết kiệm bánh răng ta dùng chung nhóm cơ sở trong các xích cắt ren khác nhau tức là ta chọn phơng án: Thông thờng các nhóm ren nhóm cơ sở đợc sắp xếp theo cột theo chiều tăng dần tạo thành cấp số cộng Các bớc ren xếp theo hàng... ta chọn cơ cấu bánh răng di trợt có độ chính xác và độ cứng vững cao Phơng trình động học khi cắt ren 1vtc icđ itt ics igb ivm = tp (1) Tham khảo máy chuẩn 16K20 khi cắt ren ta chọn cột các bớc ren 4, 5, 6, 7 để tính itt = 40 64 (Cắt ren Quốc tế và ren Anh) tvm = 12; mm igb = 1; icd = 2 3 (Cắt các bớc ren trong nhóm cơ sở) Thay vào (1) ta có: Tp t = p ics = 2 40 5 12 3 60 ics = Thay tp ở cột cơ sở... Nội dung thiết kế hộp chạy dao 1 Sắp xếp bảng ren : Với các bớc ren nh yêu cầu của máy đã cho ta tiến hành sắp xếp thành các hàng và cột Công việc này tạo điều kiện vô cùng thuận lợi cho việc thiết kế hộp chạy dao Dơng Văn Hậu 03M -30- Lớp THCN- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp động hoá Bộ môn: Máy và tự Trong đó bớc ren nằm ở cột tạo thành cấp số cộng còn bớc ren nằm ở hàng tạo thành cấp số nhân có công... nghiệp động hoá Bộ môn: Máy và tự - Nhóm gấp bội: Dùng để cắt ren gấp bội trong cùng hàng xếp ren - Nhóm bù: Dùng để điều chỉnh lại đờng truyền tức là bù lại sai số của đờng truyền - Nhóm đảo chiều: Dùng để cắt ren trái hay ren phải III Thiết kế các nhóm truyền 1 Thiết kế nhóm cơ sở : Nhóm cơ sở có thể là cấu trúc noóc tông, cơ cấu mean hay cơ cấu bánh răng di trợt Tham khảo máy 16K20 ta chọn cơ cấu... và giảm độ chính xác truyền động và độ chính xác chế tạo máy thì số cột và hàng 4 Ta có bảng ren sau: a) Bảng ren quốc tế và ren mô đun Dơng Văn Hậu 03M -31- Lớp THCN- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp động hoá Tiêu chuẩn 0,5 1 2 1.25 2.5 0.75 1.5 3 1.75 3.5 Bộ môn: Máy và tự Khuếch đại 8 16 32 64 10 20 40 80 12 24 48 92 14 28 56 112 4 5 6 7 b Bảng ren Anh và Pitch Tiêu chuẩn 32 16 8 40 20 10 48 24 12 56