Tài liệu Đề Tài: Thiết kế máy phay vạn năng dựa trên cơ sở máy chuẩn 6p82 pdf

2-Tổng hợp thiết kế +thiết kế sơ đồ cấu trúc động học máy Trên máy của chúng ta có thể gia công được như thế nào phân tích và điềuchỉnh động học máy.bươc này ta phảI phân tích công nghệ

Đồ án tốt nghiệp

Đề Tài:

Thiết kế máy phay vạn năng dựa trên cơ sở

máy chuẩn 6p82

LỜI NÓI ĐẦU

Máy cắt kim loại chiếm một vị trí rất đặc biệt trong ngành chế tạo máy đểsản xuất ra các chi tiết của các máy khác, nghĩa là chế tạo ra các tư liệu sản xuất(chế tạo ra các máy móc khác nhau để cơ khí hoá và tự dộng hoá nền kinh tếquốc dân)

Hiện nay ở nước ta đang tiến hành công cuộc công nghiệp hoá Vì vậyviệc cơ khí hoá và tự động hoá các quá trình sản xuất là nội dung đặc biệt quantrọng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện nay và sau này, nhằm tăngnăng suất lao động và phát triển nhanh nền kinh tế quốc dân, trong đó côngnghiệp chế tạo máy đóng vai trò then chốt Điều kiện quan trọng để tăng năngsuất lao động là tiến bộ kỹ thuật Chính vì vậy, yêu cầu phải thiết kế chế tạo racác máy cắt kim loại vạn năng, chyên dùng tự trang tự chế có năng suất cao,bảo đảm độ chính xác, độ ổn định và độ tin cậy Nguyên lý làm việc của máyhiện đại Kết cấu máy đơn giản tới mức có thể, có tính kinh tế cao và phù hợpvới điều kiện chế tạo, sử dụng của từng cơ sở sản suất

Để thiết kế ra một máy công cụ, trước hết phải xác định được tính năng

kỹ thuật hợp lý của máy phù hợp với yêu cầu sản xuất Từ đó phải so sánh cácphương án để tổng hợp thành máy và thiết kế ra sơ đồ động toàn máy, xác địnhcác loại lực tác dụng lên máy trong những điều kiện làm việc khác nhau để tínhtoán sức bền chi tiết máy, chọn giải pháp kết cấu cho từng chi tiết, bộ phận máy

và hoàn chỉnh một quá trình thiết kế qua các bản vẽ để đưa vào chế tạo

Trong các máy cắt kim loại thì các máy vạn năng chiếm một vị trí quantrọng vì nó có khả năng công nghệ rộng rãi, có thể gia công được các loại chitiết với các kích thước khác nhau Trong sơ đồ máy phay ngang vạn năng là mộttrong các loại máy được dùng rất phổ biến Khi sử dụng máy này không nhữnggia công được các mặt phẳng, mặt tròn xoay, mặt định hình mà khi sử dụng đầuphân độ có thể gia công được các bánh răng nghiêng, răng

Với đề tài được giao là thiết kế máy phay vạn năng dựa trên cơ sở máychuẩn 6p82, qua 14 tuần làm việc khẩn trương với sự tận tình giúp đỡ của cácthầy giáo hướng dẫn và các thầy cô giáo trong bộ môn cùng với sự giúp đỡ củabạn bè và sự cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệpđược giao Do khả năng hạn chế của bản thân nên trong quá trình tính toán thiết

kế, em không tránh khỏi được các sai sót Vì vậy em rất mong được các thầy cô

và các bạn đồng nghiệp chỉ dẫn, góp ý và bổ xung để bản đồ án tốt nghiệp đượchoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện

Nguyễn văn vi

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

PHẦN I

Tổng quan về thiết kế máy công cụ I-công dụng và phạm vi sử dụng

Cho đến thế kỷ XVIII người ta mấy có hiểu biết chính xác về sự phát triểncủa ngành chế tạo.để xây dựng cơ sở khoa học và thực nghiêm cho ngành chếtạo may công cụ và dụng cụ công nghiệp sau đó đã xam nhập vào nước tạn.Nó

đã có đóng góp đáng kể cho nhành công nghiệp nặng và một số ngành côngnghiệp khác

Máy phay ngang vạn năng là một trong số máy công cụ có tính vạn năngcao.Được sử dụng rông rãI trong các nhà máy cơ khí để chế tạo cá dụng cụ,thiết bị công nghiệp,khuân dập và nhiều sản phẩm khác nữa

-Trục chính nằm ngang là trục mang dao chuyển động chính

-Bàn máy mang phôI có ba chuyển động thẳng góc nhau

+Chuyển động chạy dao dọc:sang phảI,sang trái

+Chuyển động chạy dao đứng: lên,xuống

+Chuyển động chạy dao ngang:ra,vào

Ngoài ra bàn máy còn có thể quay quanh trục thẳng đứng để phay bánh răngnghêng và các rãnh xoán

Đặc biệt máy phay còn có thể gia công được các mặt phưc tạp,mặt phẳngđịnh hình,gia công rãnh lỗ ren ngoài,bánh răng nếu có đồ gá thích hợp có thểtiện trong các chi tiết có độ chính xác cao

Những máy vạn năng thông thường gồm các máy sau:6p80,6p81,6p82,6p83,6m83

Máy phay so với máy bào máy xọc thì có nhiều ưu điểm hơn cho năng suấtcao,giá thành hạ vừa nâng cao khả năng công nghệ và chất lượng sản phảm

II-Trình độ phát triển của máy

Trong tương lai cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật.cácngành điện,điện tử ,tin học sự bùng nổ thông tin khiến cho máy công nghệ caotrở thành cuộc cách mạng thời đại điều khiển theo chương trìnhtay máy,ngườimáy.với sự công nghệ thiêt kế tự động ch o sự hỗi chọ của máy tính điều khiểntheo chương trình số

III-Tổng quan về thiêt kế máy công cụ và các công cụ thiết kế hiện đại

1-phân tích yêu cầu thiết kế

Yêu cầu thiết kế bao gồm hai nội dung

-Nội dung 1:giới thiệu về máy mà mình thiết kế trong đó phả nêu ra công nghệ

gia công,ứng dụng , phạm vi sử dụng ,tính năng kỹ thuật, trình độ phát triển củamáy

-Nội dung 2:tổng quan về các bước thiết kế máy phảI phân tích được yêu cầu

kỹ thuật mà đề bài ra.hình thành được sơ bộ nội dung càn thiết kế

2-Tổng hợp thiết kế

+thiết kế sơ đồ cấu trúc động học máy

Trên máy của chúng ta có thể gia công được như thế nào phân tích và điềuchỉnh động học máy.bươc này ta phảI phân tích công nghệ gia công trên máybằng các sơ đồ gia công.phân tích sơ đồ gia công theo hai hướng:

-Gá đặt và chuyển động.trong đó có chuyển động cắt gọt tạo hình,phânđộ,chuyển động phụ.Trong chuyển động cắt gọt có chuyển động chính vàchuyển động chạy dao.Trong chuyển động tạo hình có chuyển động tạo đườngsinh và chuyển động tạo đường chuẩn

-Phân tích các liên kết động học để hình thành ra xích động học ghép các xínhdẫn đến hình thành các nhóm động học,hình thành sơ đồ kết cấu.

+đặc tính công nghệ

Phân tích nguyên công vạt liệu dao,chi tiết đạt độ chính xác gia công,đọbóng, năng suất cao bao nhiêu.đây là một trong nhưng đặ tính quan trọng củamáy vì máy thiết kế ra phảI có tính công nghệ cao

độ trong truyền đãn chạy dao.xác định lượng chạy dao phút,lượng chạy dao dọc

Sd lượng chạy dao ngang Sng lượng chạy dao đứng Sđ

+đặc tính động lực học:tính toán chế đọ cắt,công suất động cơ,công suất căt.+thiết kế động học máy

Trong phần này ta tính toán hộp tốc độ hộp chạy dao.đây là phần quan trọngnhất của các bươc thiết kế may.trong phần này ta phảI phan tích để chon ra kiểutruyền dẫn, bố trí cơ cấu truyền dẫn,bố trí kích thước hộp,lụă chọn bộ truyềncuói cùng,chọn phương án cấu trúc truyền dẫn

Ta phân tích để chọn phương án cấu trúc hợp lý và tối ưu nhất sau dó vẽ lướicấu trúc và đồ thị vòng quay phân tích để xác định các tỉ số truyền sau đó xácđịnh số răng của các bộ truyền

+thiết kế động lực học máy

để xác định được chế độ làm việc của máy thiết kế động lực học của máy là tính

ra các chế độ cắt gọt,chế độ bôI trơn làm nguội

+tính toán và thiết kế để gia công được các chi tiết,lượng tính toán thiết kế các

cơ cấu điêu khiển hộp tốc độ hộp chạy dao,tính toán để bảo vệ độ cứng vữngcho trục,tính toán để chọn ổ lăn tính toán để tối ưu hoá kết cấu máy

+thiết kế hệ thống bôi trơn làm nguội để giảm tổn thất năng lượng,giảm masát,giảm nhiệt,giảm mài mòn để tăng độ bền của chi tiết máy

các mặt phẳng :

các mặt kẻ : cam đĩa, mặt răng của bánh răng trụ

Mặt xoắn vít: mắt ren, mặt răng nghiêng

Mặt không gian phức tạp : các mặt khuôn dập

Để tạo ra các bề mặt đó người ta coi như quỹ tích các đường sinh chuyển độngtựa trên các đường khác mà nó được gọi là đường chuẩn có thể chia ra 3 nhómtheo tính chất biến đổi hay cố định của đường sinh là :

+ bề mặt có một đường sinh là cố định

+ bề mặt có hai đường sinh là cố định

+ bề mặt có hai đường sinh thay đổi

Để tạo được các bề mặt trên ta có nhiều cách tạo hình :

thì trên máy phảI có chuyển động quay tròn đều, thẳng đều và không đều Các

bề mặt này khó thực hiện trên máy phay

Như vậy muốn tạo hình bề mặt ta phảI tạo ra các chuyển động cơ bản và phốihợp các chuyển động đó để tạo ra đường sinh và đường chuẩn

Ta có phương pháp tạo hình sau :

a-Phương pháp chép hình

trong phương pháp nàyđường sinh công nghệ được tạo thành bằng cách chép nguyên hình lưỡi cắt thưc của dao, quá trình cắt được xảy ra trên toàn bộ đườngsinh Vì vậy lực cắt lớn chỉ áp dụng khi gia công các chi tiết có đường sinh ngắnphương pháp này có cấu tạo đơn giản , song chế tạo dụng cắt lại phức tạp, dovậy chỉ thích hợp cho dạng sản xuất loạt lớn , hàng khối

b- phương pháp quỹ tích.

ở phương pháp này đường sinh công nghệ được tạo thành là quỹ tích chuyểnđộng của điểm trên đầu dao, lưỡi cắt thực có hình dáng độc lập với hình dángđường sinh công nghệ Vì vậy chế tạo đơn giản nhưng máy có nhiều cơ

Cấu phức tạp phương pháp này khi gia mặt phẳng sử dụng dao phay mặt đầu

là loạI dụng cụ cắt có nhiều lưỡi cắt đạt năng xuất cao, thực hiện hai chuyểnđộng đơn giản thuận tiện

c- phương pháp tiếp xúc.

Trong phương pháp nay đường sinh công nghệ 1 được tạo thành là đường tiếptuyến vơis các vòng tròn phụ 2 được tạo ra do các điểm nằm trên lưỡi cắtchuyển động ( chuyển động quay tròn của dao ) Còn đường chuẩn là chuuyểnđộng tịnh tiến của phôi (+, )

2- phân tích sơ đồ gia công

a-sơ đồ gia công mặt phảng

2 1

ở đây đưòng sinh công nghệ (1) đuợc tạo thành là quỹ tích chuyển động củamũi dao (2).mũi dao (2) có hình dạng độc lập với dạng đường sinh công nghệ-phương pháp này việc chế tạo dao đơn giản

-Để gia công mặt phẳng bằng dao phay phặt đầu quá trình thực hiện

quỹ đạo của dao trượt trên phương tịnh tiến của phôI hay chi tiết giacông.chuyển đông quay của dao là chuyển động tạo đường sinh.chuyển độngtịnh tiến của phôi là chuyển động tạo đường chuẩn

Nhận xét:phương pháp này dễ gia công mặt phẳng bằng dao phay mặytđầu,năng suất cao

b- sơ đồ phay rãnh.

Q

Phương pháp này có lực cắt lớn,lưỡi cắt hạn chế,tuy vậy phương pháp này chonăng suất cao,các chuyển động đơn giản

c-phương pháp tiếp xúc(phay mặt phẳng bằng dao phay trụ răng nghiêng)

-đây là phương pháp gia công đặc trưng của máy phay ngang phương pháp này cho phép gia công với năng suất cao

-kết cấu máy đơn giản

3- Các chuyển động cần thiết

Để thực hiện quá trình tạo hình trên máy vạn năng nằm ngang, máy cần cácchuyển động sau

a- chuyển động chính :

là chuyển động quay của trục chính mang dao, đây là chuyển cắt chính Trụcnhận chuyển động từ động cơ chính thông qua hộp tốc độ lầm dao quay trònđều chuyển động naỳ rễ tạo ra đường sinh của bề mặt ra công

b- chuyển động chạy dao :

đây là chuyển động tạo lên đường chuẩn trên bề mặt gia công nó là chuyểnđộng cơ bản nhằm duy trì quá trình cắt gọt Bao gồm 3 chuyển động : tịnh tiến:

thông qua hộp chạy dao đến các vít me dọc, đứng, ngang

c- chuyển động chạy dao nhanh:

Để giảm bớt thời gian phụ, nhằm tăng năng xuất của máy người ta bố trí xíchchạy dao nhanh đi từ động cơ, đế các trục vít me chạy dao không qua các khâuđiều chỉnh ở hộp chạy dao

d- Các chuyển động phụ khác

là các chuyển động thực hiện dịch chuyển dao hay phôi với tốc độ lớn màkhông tham gia cắt gọt Các chuyển động này cần thiết khi kết thúc 1 lượt giacông, để chuyển sang lần gia công tiếp theo như chuyển động phân độ,chuyểnđộng định vị

4 -các nhóm động học,phương pháp nối động giữa các nhóm

a-nhóm động học:thực chất là mối quan hệ động học của cá bộ phận chuyển

động là khâu chấp hành để thực hiện mộJt chưc năng nào đó

-nhóm động học đơn giản:chỉ có một thành phần chuyển động chấp hành

-nhóm động học phức tạp:nhóm có từ 2 chuyển động chấp hành trở lên

b-phương pháp nối động giữa các nhóm

+phương pháp nối song song

-để nối song song giữa các nhóm động học có khâu chấp hành chung thì phảI có

cơ cấu cộng chuyển động lên khâu chấp hành chung

-phương pháp nối song song thường được dùng để nối các nhóm động học tạohình với nhau như phay lăn răng để gia công bánh răng nghiêng

-phương pháp nối song song có thể sử dụng các động cơ khác nhau cho cácnhóm động học để nhận được lượng chạy dao phút

+phương pháp nối nối tiếp

-Phương pháp nối nối tiếp thường được ding để nối các nhóm có khâu chấphành chung mà các thành phần chuyển động ở trên đó được thực hiện tuần tựtheo chu kỳ

-để nối nối tiếp giữa các khâu chấp hành chung phảI ding cơ cấu đảo chiều và

cơ cấu đóng mở chuyển động theo số vòng quay

(cả hai cơ cấu này phảI được điều khiển thống nhất)

+phương pháp nối hỗn họp

-phương pháp này thường được áp dụng cho các máy gia công theo chu kỳ chócác thành phần chuyển động trên khâu chấp hành chung,vừa tồn tại nối tiếp vừatồn tại song song về măt thời gian.dấu hiệu của phương pháp nối hỗn hợp là sửdụng cơ cấu đảo chiều theo chu ky chinh xác

II-thiết kế cấu trúc động học máy.

Trên máy phay chuyển động cắt chính của dao và chuyển động tịnh tiến củabàn máy hoàn toàn tộc lập nhau Đó là nguyên nhân ta có thể thiết kế hộp tốc

độ và hộp chạy dao riêng biệt, hơn nữa với máy phay vặn năng thì chất lượng

bề mặt gia công là một tiêu chuẩn quan trọng nhất

Từ chuyển động đã phân tích ở trên và việc phân chuyển động chính vàchuyển động chạy dao độc lập nhau như đẫ chình bầy ở trên thì cấu trúc

động học của máy gồm hai bộ phận riêng biệt là hộp tốc độ và hộp chạy daohai bộ phận này có hai khâu chấp hành riêng là:

+- chuyển động quay của dao

+- chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang phôi

2-xích chạy dao.

Để thực hiện quá trình tạo hình bề mặt thì phối hợp với chuyển động tạo đườngsinh của trục chính mang dao Bàn máy phải thực hiện quá trình chuyển độngtạo đường chuẩn Sd,Sn,Sđ đó là các chuuyển động tịnh tiến.các chuyển động

đó được truyền từ động cơ chạy dao đến các trục vít me chạy dao, đường truyềnnày được thực hiện như sau:

với chuyển động chạy dao dọc

t bước của vít me

3-xích chạy dao nhanh

11

5- Bố trí khâu điều chỉnh.

-Xích tốc độ.

Chuyển động cắt chính quay tròn theo chiều (phải); yêu cầu máy thiết kế

Có kích thước nhỏ gọn Mặt khác để hạn chế sự rung động của trục chính Trong quá trình cắt ta tách riêng hộp tốc độ và hộp chạy dao, khâu điều chỉnhhộp tốc độ dùng đĩa kết cấu đĩa lỗ

Thể phay được rãnh xoắn, phay được bánh răng nghiêng.

- phôi khi gia công có thể là phôi lớn, phôi khối, vỏ hộp hoặc phôi nhỏ hơn

- dụng cụ cắt dùng được tất cả các loại dao thông dụng Dao phay trụ và dao phay mặt đầu tổn hao công xuất nhiều nhất, đặc biệt là dao phay trụ

Các dao phay trụ răng nghiêng cò đường kính : D =40-100(mm)

máy phay vặng nặng rộng nó phù hợp với rất nhiều loại hình sản xuất

theo bảng 2 ( TL:: thiết kế máy kắt kim loại ) thì trên máy phay thép có thể đạt

5-Lượng chạy dao.

Theo bảng 8[8] sổ tay công nghệ chế tạo máy ta có :

khoảng càch từ tâm trục chính đến cầu ngang là: H =155 (mm)

Trọng lượng vật gia công lớn nhất là :G =250 (kg)

-chọn công bội ử của chuỗi tần số quay

Hầu hết chuỗi tần số quay trục chính đều xếp theo chuỗi nhân công bội ử đựơc tiêu chuẩn hoá ta chọn ử =1,26

Số cấp độ Z n

n

Z =1+

 lg

lgR N

=17.6Lấy Z n=18

nmax =1490 khi ta lấy tăng trị số căt len 25% kể tới sụ tiến bộ của kết cấu và vật liệu dụng cụ

nmax =1,25.1190=1490 (v/p)

-Theo bảng dãy số vòng quay trục chính theo tiêu vhuẩn :

N= 31,5 – 40 – 50 –63 – 80 – 100 – 125 – 160 – 200 – 250 – 315 – 400 –

500 – 630 – 800 – 1250 – 1600

2-xich chuyền dẫn chạy dao

Hộp chạy dao có truyền dẫn độc lập, sử dụng động cơ riêng biệt, lượng chạy dao được xác định

S

S R

26 , 1 50

.

.

ng r mm n

Z

P S

S Z 0 066

100 12

,

*

*

1000

100 100 14 3





2-tính lực cắt :

-theo công thức : Pz= P.Fbq

trong đó Fbq:tiết diện bình quân của phoi

-chiều dày lớn nhất của phoi: amax (mm)

,

,

*

.

*

2 100

14 3

12 066 0 10 90

mm D

Z S t B

100 100

10 2 066 0

t S

) (



) / ( ,

,

*

*

ph m D

n

10

100 14 3 100

103  3 



) ( ,

,

10 60

14 3 10300

4 , 5

KW

N dc  

PHẦN IV

THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁYA-Thiết kế động học xích chuyền dẫn chính

I-Chọn phương án truyền dẫn.

2-Bố trí cơ cấu truyền động

Có hai phương án bố trí cơ cấu truyền dẫn :

-Dùng bộ truyền đai nối động gián tiếp

-Dùng khớp nối mếm nối động trực tiếp

Máy thiết kế để gọn gàng dễ tập trung cơ cấu điều khiển ta dùng khớp nối mềm

để nối động Nó ưu điểm hơn bộ truyền đai là gọn gàng dễ tập trung cơ cấu điềukhiển.tuy nhiên nó có nhiều nhược điểm là rung động, nhiệt từ đoọng cơ và hộptốc độ truyền sang hộp trục chính gây ảnh hưởng đến độ chính xác gia công.Nhưng do thân máy lớn dễ bôi trơn và làm mát nên ta khắc phục được nhượcđiểm này

3-bố trí kích thước hộp

Do quan hệ hương kính và hướng trục không có gì đặc biệtvà với máy vỡ vừanên có thể bố trí quan hệ bình thường

4-lựa chọn bộ truyền cuối cùng

Bộ truỳên cuối cùng ảnh hưởng lớn đến chế độ cắt gọt và nộ điều hoà chuyểnđộng,đến độ bóng bề mặt gia công

Máy phay thiết kế có trục chính quay với tốc độ trung bình nên ta chọn bộtruyền cuối cùng là bộ truyền bánh răng thẳng để trục chính quay êm thì vòngquay của bánh răng không quá lớn và đường kính bánh răng lắp trên trục chínhkhông quá bé hơn đường kính dao lớn nhất lắp trên trục