Đồ án máy công cụ Lời nói đầu Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước ta nói riêng hiện nay đó là việt cơ khí hoá và tự động hoá quá trình sản xuất. Nó nhằm tăng năng xuất lao động và phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong đó công nghiệp chế tạo máy công cụ và thiết bị đóng vai trò then chốt . Để đáp ứng nhu cầu này, đi đôi với công việc nghiên cứu,thiết kế nâng cấp máy công cụ là trang bị đầy đủ những kiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang thiết bị cơ khí cũng như khả năng áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật là không thể thiếu được. Với những ki ến thức đã được trang bị, sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo cũng như sự cố gắng cuả bản thân. Đến naynhiệm vụ đồ án máy công cụ được giao cơ bản em đã hoàn thành. Trong toàn bộ quá trình tính toán thiết kế máy mới " Máy tiện ren vít vạn năng "có thể nhiều hạn chế. Rất mong được sự chỉ bảo của các thầy giáo và cộng sự. Phần tính toán thi ết kế máy mới gồm các nội dung sau: Chương I : Nghiên cứu máy tương tự -chọn máy chuẩn Chương II :Thiết kế máy mới Chương III : Tính toán sức bền chi tiết máy Chương IV :Thiết kế hệ thống điều khiển Đồ án máy công cụ Chương I : Nghiên cứu tính năng kỹ thuật của một số máy cùng loại chọn máy chuẩn Các máy tiện T620 - 1k62 - T616. Có các đặc tính kỹ thuật: Đặc tính kỹ thuật Loại máy T620 1A62 T616 Chiều cao tâm máy (mm) Khoảng cách 2mũi tâm (mm) Đường kính vật gia công D max (mm) Số cấp tốc độ (z) Số vòng quay:n min 4n max (vòng/phút) Lượng chạy dao dọc (mm) Lượng chạy dao ngang (mm) Công suất động cơ (kw) Lực chạy dao lớn nhất P xmax (N) P ymax (N) Khả năng cắt ren Ren quốc tế (t p ) Ren mođuyn (m) Ren anh (n) Ren pitch (D p ) 200 1400 400 23 12,542000 0,0744,16 0,03542,0 10 3530 5400 14192 0,5448 2442 9641 200 1500 400 21 11,541200 0,08241,59 0,02740,527 3430 5400 160 700 320 12 4441980 0,0641,07 0,0440,78 4,5 3000 8100 Nhận xét : So sánh đề tài thiết kế với các máy trên ta thấy máy tiện ren vít vạn năng T620 có các đặc tính tương tự . Vậy ta máy T620 làm máy chuẩn cho việc thiết kế máy mơí . II-phân tích máy chuẩn -máy tiện ren vít vạn năng T620 Đồ án máy công cụ 1.Sơ đồ động học máy a. Xích tốc độ : - Xích nối từ động cơ điện công suất N=10 kw số vòng quay n=1450 vg/ph, qua bộ truyền đai vào hộp tốc độ làm quay trục chính (VII) - Lượng di động tính toán ở 2 đầu xích là : n đcơ 4n tc .Xích tốc độ có đường quay và đường quay nghịch. Mỗi đường truyền khi tới trục chính bị tách ra làm đường truyền - Đường truyền trực tiếp tới trục chính cho ta tốc độ cao - Đườngtruyền tốc độ thấp đi từ trục IV-V-VI-VII Phương trình xích động biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy 34 56 47 29 88 22 V 88 22 VI 54 27 45 45 45 45 1450(vg/ph). 260 145 II III 55 21 IV tc 39 51 38 38 43 65 Từ phương trình trên ta thấy: -Đường tốc độ cao vòng quay thuận có 6 cấp tốc độ 2x3x1= 6 -Đường tốc độ thấp vòng quay thuận có 24 cấp tốc độ 2x3x2x2x1= 24 Thực tế đường truyền tốc độ thấp vòng quay thuận chỉ có 18 tốc độ ,vì giữa trục IV và trục VI có khối bánh răng di trượt hai bậc có khả năng cho ta 4 tỷ số truyền 88 22 88 22 Đồ án máy công cụ IV V VI 45 45 45 45 Nhìn vào phương trình thực tế chỉ có 3 tỷ số truyền 1, 4 1 , 16 1 Như vậy đường truyền tốc độ thầp vòng quay thuận còn 18 tốc độ 2x3x3x1= 18 Vậy đường truyền thuận có 18+6=24 tốc độ Bao gồm: tốc độ thấp từ n 1 4n 18 tốc độ cao từ n 19 4n 24 Về mặtđộ lớn ta thấy n 18 =n 19 .vậy trên thực tees chỉ có 23 tốc độ khác nhau Các tỷ số truyền 1, 4 1 , 16 1 tạo nên i kđại dùng cắt ren khuếch đại b.Xích chạy dao cắt ren máy tiện ren vít vạn năng T620 có khả năng cắt 4 loại ren : Ren quốc tế (t p ) Ren mođuyn (m) Ren anh (n) Ren pitch (D p ) Khi cắt ren tiêu chuẩn xích truyền từ trục VII xuống trục VIII về trục IX qua cặp bánh răng thay thế vào hộp dao và trục vít me - Lượng di động tính toán ở 2 đầu xích là : Một vòng trục chính - cho tiện được một bước ren t p (mm) Để cắt được 4 loại ren máy có 4 khả năng điều khiển sau: + Cơ cấu bánh răng thay thế qua trục IX và trục X đảm nhận 2 khả năng (dùng cặp bánh răng 97 64 và 50 42 ) + Bộ bánh răng noóctông chủ động chuyển động từ trục IX qua C 2 tới trục X làm quay khối bánh răng hình tháp xuống trục XI qua C 3 tới trục XII đến trục XIV tới trục vít me Đồ án máy công cụ i ®c¬ tt i csë i gbéi i + Noóctông bị động chuyển động từ trục X thông qua C 2 mà đi từ cặp bánh răng 36 28 tới trục XI và 28-25-36 bánh răng hình tháp XII qua bánh răng 35 (không truyền qua trục XV) xuống dưới 18-28-35-XIII tiếp tục truyền qua XIV-XV tới vít me + Để cắt được nhiều ren khác nhau trong cùng một loai ren trong hộp chạy dao của máy dùng khối bánh răng hình tháp 7 bậc và 2 khối báng răng di trượt - khi cắt ren trái trục chính giữ nguyên chiều quay cũ cần đổi chiều chạy dao ngược lại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tới bánh răng đệ m 28 Lược đồ cấu trúc động học hộp chạy dao Từ cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phương trình tổng quát cắt ren như sau: 1vòng trục chính x i cố định x i thay thế x i cơ sở x i gấp bội x t v = t p • Khi cắt ren quốc tế (dùng cho các mối ghép) - lượng di động tính toán : 1vòng trục chính ∏ t p (mm) - bánh răng thay thế 50 42 , bánh noóctông chủ động • Khi cắt ren anh - lượng di động tính toán : 1vòng trục chính ∏ 25,4/n (mm) Trong đó n: số vòng quay trên 1 tất anh bánh răng thay thế 50 42 , con đường 2bánh noóctông chủ động Đồ án máy công cụ Phương trình cắt ren anh 1vgtc (VII) 60 60 (VIII) 42 42 IX 50 42 X 38 35 . 35 28 XI 25 28 . n z 36 XII 28 35 35 28 XIII.i gb .XV.t v =t p • khi cắt ren môđuyn: (Dùng cho truyền động) - Lượng di động tính tóan 1vgtc ∏ mπ (mm) - Bánh răng thay thế 97 64 , con đường 1 noóctông chủ động - Phương trình xích động 1vgtc (VII) 60 60 (VIII) 42 42 IX 97 64 X C 2 36 n z . 28 25 XI C 3 XII.i gb .XV.12=t p • khi cắt ren pitch: - Lượng di động tính tóan 1vgtc ∏ 25,4.π/D p (mm) - Bánh răng thay thế 97 64 , con đường 1 noóctông chủ động - Chạy dao dọc : Từ trục bánh vít 28 (trục XVII ) qua cặp bánh răng 14/60 (bánh răng 60 lồng không) đóng ly hợp bánh răng thanh răng t=10 (m=3)xe dao chạy dọc hướng vào mâm cặp (chạy thuận)khi chạy dao lùi đường truyền từ trục XVIII xuống ly hợp qua bánh răng đệm 38 tới bánh răng 14/60 tới cặp bánh răng thanh răng 14/60làm bánh xe dao chạy lùi - Chạy dao ngang : Đường truyền giống như chạy dao dộc truy ền theo nửa bên phải hộp chạy dao tới vít me ngang t=5 (mm) - Chạy dao nhanh : Máy có động cơ điện chạy dao nhanh N=1 kw, n =1410 vg/ph trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI c. Một số cơ cấu đặc biệt : + Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính đều truyền tới cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đường truyèen khác nhau. Nên nếu không có ly hợp siêu việt truyền động sẽ làm xoắ n và gẫy trục. Cơ cấu ly hợp siêu việtđược dùng trong nhữnh trường hợp khi máy chạy dao nhanh và khi đảo chiều quay cảu trục chính Đồ án máy công cụ + Cơ cấu đai ốc mở đôi : vít me truyền động cho 2 má đai ốc mở đôi tới hộp xe dao . Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với 2 má sẽ trượt theo rãnh ăn khớp với vít me + Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm việc quá tải , được đặt trong xích chạy dao (tiện trơn)nó tự ngắt truyền động kh máy quá tải . 2-Vẽ lưới vòng quay a .Tính trị số ϕ Tính công bội ϕ theo công thức ϕ = 1 min max −z n n Ta có ϕ = z-1 2000/12,5 = 1,26 a. Tính trị số vòng quay cuả trục đầu tiên của hộp tốc độ + Trên trục II : n II = n đcơ x i đt = 1450 x 260 145 =803 (vg/ph) + Trên trục VII : Căn cứ vào n min tra bảng vòng quay tiêu chuẩn ta có 23 tốc độ : 12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100-125-160-200-250-310-400-500-630-800 1000-1250-1600-2000 + Xác định vị trí đặt n o trên đồ thị vòng quay : n o = n II = 803 ≈ 800 =n 19 + Xác định độ xiên của các nhóm truyền theo công thức i= ϕ x với ϕ= 1,26 Nhóm truyền thứ nhất có hai tỷ số truyền : i 1 = 34 56 =1,26 x ⇒ x=1,26 ≈ 1 ⇒Tia i 1 lệch sang phải 2 khoảng logϕ: Lượng mở giữa hai tia [] x : ϕ x = i 1 /i 2 =ϕ 2 /ϕ =ϕ = ϕ x ⇒ [] x = 1 Nhóm truyền thứ 2 (từ trục II tới trục III) có 3 tỷ số truyền i 3 = 41 29 i 4 = 55 21 i 5 = 38 38 Đồ án máy công cụ Tương tự như cách làm nhóm truyền 1 ta có : X 3 = -1,56 ≈ -2 ⇒ Tia i 3 lệch sang trái 2 khoảng logϕ X 4 = -4,16 ≈ -4 ⇒ Tia i 4 lệch sang trái 4 khoảng logϕ X 5 =1 ⇒ Tia i 5 thẳng đứng Lượng mở [] x = [] 2 ứng với nhóm truyền khuếch đại: Nhóm truyền thứ 3 (từ trục III tới trục IV) có 2 tỷ số truyền i 6 = 88 22 i 7 = 45 45 X 6 = -6 ⇒ Tia i 6 lệch sang trái 6 khoảng logϕ X 7 =1 ⇒ Tia i 7 thẳng đứng Nhóm truyền thứ 4 (từ trục IV tới trục V) có 2 tỷ số truyền i 8 = 88 22 i 9 = 45 45 X 8 = -6 ⇒ Tia i 8 lệch sang trái 6 khoảng logϕ X 9 =1 ⇒ Tia i 9 thẳng đứng Nhóm truyền gián tiếp (từ trục V tới trục VI) có1 tỷ số truyền i 10 = 54 27 X 10 = -4 ⇒ Tia i 10 lệch sang trái4 khoảng logϕ Nhóm truyền trực tiếp (từ trục III tới trục VI) có1 tỷ số truyền i 11 = 43 65 X 11 = 2 ⇒ Tia i 11 lệch sang phải 2 khoảng logϕ c.Vẽ đồ thị vòng quay Đồ án máy công cụ 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125160 200 250 310 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 Kết luận : Công thức động học cuả máy T620 PAKG chạy vòng 2x3x2x2x1= z 1 PAKG chạy tắt2x3x1= z 2 Số tốc độ đủ : z= z 1 + z 2 = 24+6 =30 Phương án thứ tự của z 1 2 [ ] 1 . 3 [ ] 2 2 [ ] 6 . 2 [ ] 12 Trong đó nhóm truyền 2 [ ] 12 có ϕ 12 =1,26 12 =16>8 không thoả mãn điều kiện 8 ≥ ϕ max Nên phải tạo ra hiện tượng trùng tốc độ như sau : Z 1 thu hẹp = 2 [] 1 . 3 [] 2 2 [] 6 . 2 [ ] 6 Số tốc độ trùng z x = 12- 6 =6 được bù lại bằng đường truyền thứ hai có phương án không gian PAKG: 2x3 PATT : 2 [ ] 1 . 3 [ ] 2 1 [ ] 0 * * * CHƯƠNG II THIẾT KẾ MÁY MỚI I-THIẾT LẬP CHUỖI SỐ VÒNG QUAY Mấy tiện ren vít vạn năng T620 z=23 n min = 12,5 vòng/phút n max = 2000 vòng/phút Đồ án máy công cụ 1- Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân Công bội ϕ = 1 min max −z n n Ta có ϕ = z-1 2000/12,5 = 1,259 Lấy theo tiêu chuẩn ϕ = 1,26 n 1 = n min = 12,5 vg/ph n 2 = n 1 . ϕ n 3 = n 2 . ϕ = n 1 . ϕ 2 . n 23 = n 22 . ϕ = n 1 . ϕ 22 Công thức tính tộc độ cắt V= 1000 dn π m/ph Trong đó d- Đường kính chi tiết gia công (mm) n- Số vòng quay trục chính (vg/ph) 2- Tính số hạng của chuỗi số Phạm vi điều chỉnh R n = min max n n = 5,12 2000 =160 Công bội ϕ = 1,26 Số cấp tốc độ z = 23 Trị số vòng quay cơ sở thành lập từ trị soó vòng quay đầu tiên n 1 = 12,5 vg/ph và n z = n 1 . ϕ z-1 Lần lượt thay z = 1÷23 vào ta có bảng sau [...]... 1-1 ,2 5-1 , 5-1 ,7 5-2 -2 , 5-3 -3 , 5-4 -4 , 5-5 -5 , 5-6 - 7-8 - 9-1 0-1 1-1 2 Nhóm khuếch đại: tp = 1 4-1 6-1 8-2 0-2 2-2 4-2 8-3 2-3 6-4 0-4 4-4 8-5 6-6 4-7 2-8 0-8 89 6-1 12 12 8-1 4 4-1 6 0-1 7 6-1 92 + Ren môđuyn Nhóm cơ sở : m= 0, 5-1 -1 ,2 5-1 , 5-1 ,7 5-2 -2 ,2 5-2 , 5-3 Nhóm khuếch đại: m= 3,2 5-3 , 5-4 -4 , 5-5 -5 , 5-6 -6 , 5-7 - 8-9 -1 0-1 1-1 2-1 3-1 4-1 6-1 8 20 2 2-2 4-2 6-2 8-3 2-3 6-4 4-4 8 + Ren anh 1 4 1 2 1 2 2 4 n = 2-2 , 5-3 -3 -3 -4 -4 -5 - 6-6 -7 - 8-9 -9 , 5-1 0-1 1-1 2-1 4-1 6-1 8-2 0-2 2-2 4... -7 - 8-9 -9 , 5-1 0-1 1-1 2-1 4-1 6-1 8-2 0-2 2-2 4 + Ren pitch Nhóm cơ sở : Dp= 9 6-8 8-7 2-6 4-5 6-4 8-4 4-4 0-3 6-3 2-2 8-2 4-2 2-2 0-1 8-1 6-1 4-1 21 1-1 0-9 - 8-7 Nhóm khuếch đại: Dp= 6-5 - 4-3 - 2-1 1- Bảng xép ren Ren môđuyn Ren quốc tế tp (mm) m= t p π (mm) - 1,75 3,5 7 - - - 1,75 1 2 4 8 - 0,5 1 2 - 2,25 4,5 9 - - - 2,25 1,25 2,5 5 10 - - 1,25 2,5 - - 5,5 11 - - - - 1,5 3 6 12 - - 1,5 3 Đồ án máy công cụ Ren pitch Ren anh n= 13 14 25,4 t Dp = tp - 3 7 -. .. 6 12 - - 1,5 3 Đồ án máy công cụ Ren pitch Ren anh n= 13 14 25,4 t Dp = tp - 3 7 - 8 p - - - 28 14 7 64 32 16 8 36 18 9 80 40 20 10 88 2 - 72 - 1 2 4 t 56 1 3 2 1 4 4 16 25,4.π 44 22 11 18 9 - - 96 48 24 12 19 9,5 5 - - - - - 20 10 - - - 11 6 - 24 12 3 1- Thiết kế nhóm truyền cơ sở Gọi Z1 Z2 Z3 là số răng của bộ bánh răng thuộc cơ cấu noóctông ta có : Để cắt ren quốc tế thì: Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 :... PATT So sánh các phương án thứ tự : PATT Nhóm 1 Nhóm 2 2x2 2x2 2x2 I - II II - I [1] [2] [2] [1] 2 2 [x]max Ta chọn phương án thứ tự I-II vì phương án này dẫn đến sự biến đổi các kết cấu máy nhịp nhàng cân đối hơn Ta có lưới kết cấu sau c- Vẽ đồ thị số vòng quay Đồ án máy công cụ Để tránh trùng lập tỷ số truyền ta chọn tỷ số truyền giữa các bộ truyền trong nhóm gấp bội khác 1 i2 i1 Ta có đồ thị số... cột 7-1 2 trong bảng xếp ren quốc tế làm nhóm cơ sở thì các tỉ số truyền nhóm gấp bội là: a-phương án không gian 1 1 1 1 : : : 8 4 2 1 Đồ án máy công cụ PA 2x2 4x1 _Tổng số bánh răng 8 10 _Tổng số trục 3 3 8b+7f 8b+7f 2 1 Yếu tố _Chiều dài trục _Số bánh răng chịu mômen xoắn Mx Nhận xét: PAKG 4x1 có số bánh răng trên một trục quá nhiều khó chế tạo do đó PAKG 2x2 hợp lý hơn b-Phương án thứ tự phương án. .. khoảng hở giữa hai banh răng và khe hở để lắp mién gạt 5- Số bánh răng chịu mô men xoắn ở trục cuối cùng PAKG 3x2x2x2 2x2x2x3 2 3 2x2x3x2 2 2x3x2x2 2 6- Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp : ly hợp ma sát ,phanh 7- Lập bảng so sánh phương án bố trí không gian Phương án Yếu tố so sánh 3x2x2x2 2x2x3x2 2x3x2x2 2x2x2x3 Đồ án máy công cụ 1.Tổng số bánh răng Sz 18 18 18 18 2 Tổg số trục Str 5 5 5 5 19b +... Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 2 là bánh răng chủ động Ta có : Emin= Z min (f f 3 3 +g K 3 ) = 17.(22 + 54) . 23 tốc độ : 12, 5-1 6-2 0-2 5-3 1, 5-4 0-5 0-6 3-8 0-1 0 0-1 2 5-1 6 0-2 0 0-2 5 0-3 1 0-4 0 0-5 0 0-6 3 0-8 00 100 0-1 25 0-1 60 0-2 000 + Xác định vị trí đặt n o trên đồ thị vòng quay. kế máy mơí . II-phân tích máy chuẩn -máy tiện ren vít vạn năng T620 Đồ án máy công cụ 1.Sơ đồ động học máy a. Xích tốc độ : - Xích nối từ động cơ điện công