Giáo trình máy công cụ

CH¦¥NG I MỤC LỤC 1LỜI NÓI ĐẦU 5CHƯƠNG I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA MÁY CÔNG CỤ 51 1 Phân loại và ký hiệu máy công cụ 51 1 1 Phân loại 61 1 2 Ký hiệu máy công cụ 81 2 Các yêu cầu cơ bản và những chỉ ti.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA MÁY CÔNG CỤ 5

1.1 Phân loại và ký hiệu máy công cụ 5

1.1.1 Phân loại 5

1.1.2 Ký hiệu máy công cụ 6

1.2 Các yêu cầu cơ bản và những chỉ tiêu đánh giá chất lượng của công cụ 8

1.2.1 An toàn 8

1.2.2 Năng suất 8

1.2.3 Độ chính xác 9

1.2.4 Độ tin cậy 9

1.2.5 Tính công nghệ 9

1.2.6 Mức độ sử dụng vật liệu 10

1.2.7 Hiệu suất truyền dẫn 10

1.2.8 Sử dụng và bảo dưỡng máy đơn giản 10

1.2.9 Mức độ tự động hoá và ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật 10

1.2.10 Thẩm mỹ công nghiệp 10

1.3 Các phương pháp tạo hình bề mặt gia công 10

1.3.1 Các bề mặt thường dùng của các chi tiết máy 10

1.3.2 Tổng hợp chuyển động tạo hình 13

1.3.3 Các phương pháp tạo hình bề mặt chi tiết máy 14

1.4 Phân loại các chuyển động trong máy cắt kim loại 15

1.4.1 Chuyển động tạo hình 15

1.4.2 Chuyển động phân độ 17

1.4.3 Chuyển động định vị 17

1.4.4 Các chuyển động khác 18

1.5 Những khái niệm về truyền dẫn trong máy cắt kim loại 18

1.5.1 Khái niệm 18

1.5.2 Các thành phần truyền dẫn và ký hiệu 18

1.6 Liên kết động học trong máy cắt kim loại 23

1.6.1 Liên kết trong 23

1.6.2 Liên kết ngoài 23

1.7 Điều chỉnh động học máy 24

1.7.1 Sơ đồ kết cấu động học 24

1.7.2 Điều chỉnh động học máy 24

1.8 Phương pháp tính toán bánh răng thay thế 25

1.8.1 Phương trình xích chạy dao cắt ren 25

1.8.2 Bài tập tính và chọn BR thay thế 27

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 28

CHƯƠNG II NHỮNG CƠ CẤU TRUYỀN DẪN TRONG 29

MÁY CẮT KIM LOẠI 29

2.1 Cơ cấu truyền dẫn chuyển động quay 29

2.1.1 Cơ cấu đai 29

2.1.2 Cơ cấu xích 29

2.1.3 Cơ cấu bánh răng 30

2.1.4 Cơ cấu bánh răng di trượt 31

2.1.5 Ly hợp vấu và ly hợp ma sát 32

2.1.6 Cơ cấu phản hồi 32

1

2.1.7 Cơ cấu Nooc tông 33

2.1.8 Cơ cấu Mê - an 33

2.1.9 Cơ cấu then kéo 34

2.1.10 Cơ cấu truyền động bằng ma sát 35

2.2 Cơ cấu truyền dẫn chuyển động thẳng 35

2.2.1 Cơ cấu vít me – đai ốc 35

2.2.2 Cơ cấu bánh răng – thanh răng 35

2.2.3 Cơ cấu cam 36

2.3 Cơ cấu đảo chiều 36

2.4 Cơ cấu vượt 37

2.4.1 Cơ cấu vượt dùng bánh cóc, con cóc 37

2.4.2 Cơ cấu vượt dùng con lăn 37

2.5 Các cơ cấu thực hiện chuyển động có chu kỳ 38

2.5.1 Cơ cấu cóc 38

2.5.2 Cơ cấu Mantơ 38

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 39

CHƯƠNG III ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA MÁY CÔNG CỤ 40

3.1 Máy tiện 40

3.2 Máy khoan 40

3.3 Máy phay 40

3.4 Máy bào 41

3.5 Công suất và hiệu suất truyền dẫn của máy cắt kim loại 41

3.5.1 Công suất 41

3.5.2 Hiệu suất 41

3.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của máy 42

CHƯƠNG IV MÁY TIỆN 43

4.1 Giới thiệu chung 43

4.1.1 Công dụng 43

4.1.2 Phân loại máy tiện 43

4.2 Máy tiện ren vít vạn năng 1K62 43

4.2.1 Công dụng 43

4.2.2 Đặc tính kỹ thuật 44

4.2.3 Các bộ phận chính của máy 44

4.2.4 Nguyên lý hoạt động của máy 45

4.2.5 Sơ đồ kết cấu động học 45

4.2.6 Động học máy 1K62 46

4.2.7 Điều chỉnh máy 1K62 52

4.2.8 Các cơ cấu đặc biệt trên máy 53

4.3 Máy tiện revolve 57

4.3.1 Công dụng, phân loại 57

4.3.2 Các chuyển động của máy tiện revolve 58

4.4 Máy tiện cụt, máy tiện đứng 58

4.4.1 Máy tiện cụt 58

4.4.2 Máy tiện đứng 58

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 60

CHƯƠNG V MÁY KHOAN – MÁY DOA 61

5.1 Máy khoan 61

5.1.1 Công dụng, phân loại 61

2

5.1.2 Sơ đồ kết cấu động học 62

5.1.3 Máy khoan 2A135 62

5.1.4 Máy khoan cần 2B56 64

5.2 Máy doa 67

5.2.1 Công dụng và phân loại 67

5.2.3 Sơ đồ kết cấu động học 69

5.2.4 Máy doa ngang 262 69

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 75

CHƯƠNG VI MÁY PHAY 76

6.1 Giới thiệu chung 76

6.1.1 Công dụng 76

6.1.2 Nguyên lý chung 76

6.1.3 Phân loại máy phay 76

6.2 Máy phay ngang vạn năng 6H82 76

6.2.1 Đặc tính kỹ thuật 77

6.2.2 Sơ đồ kết cấu động học 77

6.3 Đầu phân độ 81

6.3.1 Công dụng, phân loại 81

6.3.2 Đầu phân độ vạn năng có đĩa chia 82

6.3.3 Điều chỉnh đầu phân độ vạn năng có đĩa chia 84

6.3.4 Điều chỉnh đầu phân độ không có đĩa chia 88

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 90

CHƯƠNG VII MÁY BÀO - XỌC – CHUỐT 91

7.1 Máy bào 91

7.1.1 Giới thiệu chung 91

7.1.2 Máy bào ngang kiểu 736 91

7.2 Máy xọc 94

7.2.1 Công dụng và nguyên tắc làm việc 94

7.2.2 Máy xọc 743 94

7.3 Máy chuốt 96

7.3.1 Công dụng 96

7.3.2 Phân loại 97

7.3.3 Nguyên lý làm việc 97

7.3.4 Máy chuốt nằm ngang 7520 98

7.4 Máy chuốt liên tục 100

7.5 Máy chuốt đứng 100

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 102

CHƯƠNG VIII MÁY MÀI 103

8.1 Giới thiệu chung 103

8.2 Máy mài tròn ngoài 103

8.2.1 Công dụng và nguyên tắc làm việc 103

8.2.2 Máy mài tròn ngoài 315 103

8.3 Máy mài phẳng 107

8.3.1 Phân loại máy mài phẳng 107

8.3.2 Máy mài phẳng kiểu 3756 108

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 111

9.1 Các phương pháp gia công bánh răng 112

9.1.1 Cắt răng theo phương pháp chép hình 113

3

9.1.2 Cắt răng bằng phương pháp bao hình 114

9.2 Máy xọc răng 115

9.2.1 Công dụng và nguyên lý làm việc 115

9.2.2 Máy xọc răng 514 116

9.3 Máy phay lăn răng 5327 123

9.3.1 Cấu tạo và hình dáng bên ngoài 123

9.3.2 Các chuyển động trên máy 124

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 126

TÀI LIỆU THAM KHẢO 127

MỤC LỤC 128

4

LỜI NÓI ĐẦU

Theo tiêu chuẩn Việt Nam CVN/TC 39 máy công cụ là loại máy cơ khí gia côngkhuôn hoặc linh kiện để cấu tạo nên các máy móc khác, vì vậy có người còn gọi máy

công cụ là máy mẹ Có những máy công cụ như máy tiện, máy cắt răng, máy khoan lỗ,

máy tiện doa lỗ, máy phay, máy cắt, máy bào Về cơ bản, hoạt động của nó là chochuyển động xoay tròn (hoặc tịnh tiến) các dao cắt hoặc đối tượng gia công, và bằngviệc điều khiển vị trí tương đối của 2 đối tượng đó mà gia công hình dáng theo ýmuốn Đối tượng gia công là kim loại, vật liệu gỗ hay Plastic Dao cắt là mũi khoan,dao endomiru, dao thông thường

5

Máy công cụ tạo hình bề mặt bằng cách hớt bỏ đi phần kim loại thừa gọi làphoi Quá trình làm việc của máy dựa trên nguyên lý bóc tách một lớp kim loại trênphôi liệu, giữ lại phần kim loại cơ sở để tạo ra chi tiết máy với các yêu cầu kỹ thuậtxác định, sử dụng dụng cụ cắt kim loại tác dụng lực vào vật liệu gia công Trong quátrình cắt phần kim loại được bóc đi gọi là phoi, phần kim loại được giữ lại là chi tiếtgia công với các yêu cầu về hình dáng hình học, chất lượng bề mặt cũng như độ chínhxác về vị trí tương quan để đảm bảo quá trình lắp ráp, làm việc như mong muốn củanhà thiết kế

Trong ngành cơ khí chế tạo máy thì máy công cụ có vai trò quyết định đến chấtlượng chế tạo các chi tiết máy Hiện nay do sự đa dạng hóa các sản phẩm cơ khí cũngnhư yêu cầu không ngừng nâng cao độ chính xác gia công nên ngành chế tạo máy ởViệt Nam bên cạnh việc sử dụng các máy công cụ truyền thống, cũng đã sử dụng cácmáy công cụ hiện đại điều khiển số CNC trong sản xuất Máy công cụ của ngành chếtạo máy phần lớn là các máy cắt kim loại Chủng loại và kích cỡ máy cắt kim loại ởnước ta rất phong phú và đa dạng do được nhập khẩu từ nhiều nước có trình độ côngnghệ khác nhau Việt Nam trong thời kỳ trước đổi mới cũng đã sản xuất được máy cắtgọt kim loại van năng như T620, T616, K125, P623, trên cơ sở các máy cắt gọt củaLiên Xô cũ, còn các máy công cụ hiện đại điều kiển số CNC được nhập khẩu từ nhiềunước như Trung Quốc, Nhật, Đài Loan, Đức, Mỹ Máy công cụ là một trong nhữnghọc phần chuyên ngành của sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí Giáo trình máycông cụ được biên soạn nhằm cung cấp một cách hệ thống các kiến thức cơ bản vềmáy công cụ phù hợp với nền công nghiệp Việt Nam nói chung và ngành chế tạo máynói riêng

Trong giáo trình máy công cụ đã sử dụng nhiều sách, giáo trình về máy công cụcủa các tác giả như: Bùi Trường Vỹ - ĐHBK Đà Nẵng, T.S Dương Trọng Giáp –ĐHKTCN Thái Nguyên

Giáo trình Máy công cụ do biên soạn lần đầu chắc chắn sẽ không tránh khỏinhững nhược điểm và thiếu sót Chúng tôi rất mong được các độc giả đóng góp ý kiến.Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn!

CHƯƠNG I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA MÁY CÔNG CỤ

1.1 Phân loại và ký hiệu máy công cụ

1.1.1 Phân loại

Để thuận tiện trong việc nghiên cứu, khảo sát người ta đã phân loại các máy cắtkim loại theo các chỉ tiêu sau:

* Phân loại theo chức năng và công dụng:

Có các loại máy: Tiện, phay, bào, khoan, doa, mài

* Phân loại theo mức độ chuyên môn hóa có:

- Máy vạn năng: Có thể thực hiện được các công việc khác nhau, chủng loại chitiết gia công được thực hiện trên máy rất khác nhau Các máy này chủ yếu dùng trong

6

sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ Ví dụ: Các máy tiện vạn năng, phay vạn năng, khoanvạn năng, doa vạn năng Nếu trên các máy vạn năng thông thường có trang bị thêm cácthiết bị gá lắp nhằm mở rộng khả năng công nghệ cho máy thì gọi là máy vạn năngrộng.

- Máy chuyên môn hóa: Để gia công các chi tiết có hình dạng bề mặt giốngnhau, kích thước khác nhau: Ví dụ các máy chuyên để gia công bánh răng, gia côngren

- Máy chuyên dùng: Dùng để gia công một loại sản phẩm có hình dáng và kíchthước nhất định

Các máy chuyên dùng và chuyên môn hóa được sử dụng trong các dạng sảnxuất loại lớn và hàng khối

* Phân loại theo cấp chính xác máy:

Máy cấp chính xác thường, máy cấp chính xác cao, máy chính xác và máychính xác đặc biệt, máy chính xác siêu cao

- Cấp E gồm các máy có cấp chính xác thông thường: Gồm đa số các máy vạnnăng

- Cấp D gồm các máy có độ chính xác đã nâng cao, các máy này được chế tạodựa trên cơ sở các máy có độ chính xác thông thường, song các chi tiết quan trọngđược chế tạo chính xác hơn, chất lượng lắp ráp điều chỉnh cũng được nâng cao

- Cấp C gồm các máy có độ chính xác cao, ở chúng toàn bộ các chi tiết đượcchế tạo chính xác

- Cấp B gồm các máy có độ chính xác đặc biệt cao, các máy này có độ chínhxác như máy cấp C, nhưng yêu cầu chế tạo chặt chẽ hơn đối với các cụm máy và cácchi tiết chủ yếu, nên có độ cứng vững rất cao

- Cấp A gồm các máy có độ chính xác siêu cao, dùng để chế tạo các chi tiết có

độ chính xác cao như đĩa phân độ, bánh răng chuẩn, vít đo lường dùng cho các máy cócấp B và cấp C và các dụng cụ dùng để xác định độ chính xác của các máy cấp B vàcấp C

* Theo mức độ tự động hoá:

- Máy vạn năng: Chủ yếu điều khiển bằng tay

- Máy bán tự động: Chu trình làm việc của máy được tự động hoá

- Máy tự động: Hoạt động của máy được tự động hoàn toàn từ khâu cấp phôi đến khâuthay dao, đo kiểm

* Theo mức độ hiện đại của hệ thống:

- Máy điều khiển bằng cơ khí, điện

- Máy điều khiển theo chương trình

* Phân loại theo trọng lượng máy:

- Máy hạng nhẹ: Khối lượng dưới 1 tấn

- Máy hạng trung: Từ 110 tấn

7

- Máy hạng nặng: Trên 10 tấn, nếu trọng lượng máy từ 10  30 tấn là máy hạng nặng:

từ 30 100 tấn; từ 100 tấn là máy cực nặng

1.1.2 Ký hiệu máy công cụ

- Muốn ký hiệu người ta phân các máy thành các nhóm, trong mỗi nhóm lại chiathành nhiều kiểu khác nhau Các tổ chức, quốc gia, khu vực hãng sản xuất máy công

cụ đều đưa ra các hệ thống ký hiệu cho các máy công cụ Nhưng về bản chất đều giốngnhau, những ký hiệu này đều nói lên máy đó thuộc nhóm, kiểu, các thông số đặc trưng

và cơ bản của máy

* ở nước ta

Chữ cái đầu tiên chỉ nhóm máy: T – Tiện; P - Phay; K - Khoan; M - Mài; R - Giacông răng…

Chữ số tiếp theo chỉ kiểu máy

Chữ số thứ ba, thứ tư chỉ kích thước cơ bản của máy

Chữ cái sau chữ số chỉ kiểu máy đã được hiện đại hóa từ máy cơ sở

Ví dụ: T6M16: Máy tiện vạn năng đã hiện đại hóa, đường kính phôi gia công lớnnhất trên máy là Dmax= 320mm

Ví dụ : 1K62 – Máy tiện đã hiện đại hóa, vạn năng, đường kính phôi lớn nhấtgia công được trên máy Dmax= 400mm, K lần cải tiến

8

Máy/ký hiệu Kiểu máy

Tiện/T

Tự động vàmột trụcchính

Nửa tự độngnhiều trục Revônve Khoan Đứng

Vạn năng,cụt Nhiều dao Chuyên dùng

Các máy tiệnkhác

Khoan- Doa/KD Đứng

Nửa tự độngmột trụcchính

Nhiều trụcchính Doa toạ độ Khoan cần Doa

Doa kimcương Khoan ngang

Các máykhoan khác

Bào-Xọc Chuốt Giường một

trụ

Giường hai

Các máy bàokhác

Phay Phay đứng

công xôn

Phay tácdụng liên tục

Phay chéphình

Phay đứngkhông côngxôn

Phay giường Phay vạn

năng rộng

Công xônnằm ngang

Các máyphay khác

Mài Mài tròn Mài trong Mài thô Chuyên dùng Mài sắc Mài răng Mài nghiền

và đánh bóng

Các máy màikhácTổng hợp gia

công răng và

ren

Bào xọc bánhrăng trụ

Cắt đứt bánhrăng côn

Phay răng trụ

và trục Phay bánh vít

Gia côngrăng mặt đầu Phay ren

Gia côngrăng đặc biệt

Mài răng vàcắt ren

Các máy tổhợp khác

Bảng 1.1 Tổng hợp phân loại máy công cụ - ký hiệu theo Việt Nam.

1.2 Các yêu cầu cơ bản và những chỉ tiêu đánh giá chất lượng của công cụ

Các máy công cụ loại được chế tạo ra phải đáp ứng những yêu cầu về kỹ thuật

và kinh tế, cần được đánh giá theo các chỉ tiêu sau:

1.2.1 An toàn

Máy thiết kế ra trước hết phải đảm bảo an toàn cho người sử dụng và các phươngtiện thiết bị khác có liên quan Tất cả các chi tiết và những bộ phận có chuyển độngquay tròn hoặc các chuyển động khác không được để hở, phải có biện pháp che chắn

để đề phòng tai nạn, động cơ điện phải được nối đất, phải có những tấm chắn phoi vàdung dịch làm lạnh không cho bắn tung toé ra ngoài, một số máy cần thiết phải có cơcấu dọn phoi Hệ thống tay gạt điều khiển phải được bố trí đúng quy ước an toàn vàthuận tiện trong quá trình thao tác Các tay gạt phải đảm bảo tính khoá lẫn, nếu cần bốtrí ở những chỗ sao cho không những phải phù hợp với tầm với của công nhân mà lựcđiều khiển phải nhỏ nhất, để không gây ra mệt mỏi trong quá trình làm việc của côngnhân Những chỉ dẫn trên máy phải ghi rõ ràng, dễ thấy, phải có các đèn tín hiệu, máyphải chuyển động êm không gây ra rung động, không có tiếng ồn lớn làm ảnh hưởngđến sức khoẻ con người

1.2.2 Năng suất

Năng suất cắt gọt đặc trưng bằng khối lượng hoặc thể tích kim loại hớt bỏ trongmột đơn vị thời gian (kg/phút hoặc m3/phút), diện tích bề mặt do máy gia công đượctrong một đơn vị thời gian, số lượng chi tiết được sản xuất ra trong một đơn vị thờigian

Đối với máy chuyên dùng và chuyên môn hoá, máy bán tự động và tự động,người ta thường đánh giá năng suất theo công thức

ck

lv t t T

Đối với các máy vạn năng khi gia công thô người ta có thể dùng chỉ tiêu năngsuất cắt (khối lượng kim loại được bóc ra từ phôi trong một đơn vị thời gian)

Qc = v.s.t (m3/phút)Trong đó v: Vận tốc cắt

s: Lượng chạy dao (m) t: Chiều sâu cắt(m)

Ở các máy gia công tinh thường đánh giá theo chỉ tiêu số lượng bề mặt tạohình Để nâng cao năng suất có nhiều biện pháp nhằm giảm thời gian gia công, thời

gian phụ bằng cách thực hiện cắt nhiều dao, nhiều vị trí, cắt chế độ cắt tối ưu, tự độnghoặc bán tự động quá trình gia công

1.2.3 Độ chính xác

Chỉ tiêu này nhằm đảm bảo độ chính xác và chất lượng bề mặt của các chi tiếtđược gia công trên máy đó

Độ chính xác tổng hợp của máy bao gồm:

- Độ chính xác hình học được quyết định bởi sự chính xác về vị trí tương quancủa các bộ phận và hình dáng các bề mặt dẫn hướng của các cơ cấu công tác (chấphành)

- Độ chính xác động học được quyết định bởi độ chính xác của các đường truyền

để tạo nên các chuyển động trong quá trình gia công

- Độ chính xác động lực học là độ chính xác của máy lúc gia công dưới tác dụngcủa ngoại lực (lực cắt, lực kéo )

Muốn tăng độ chính xác hình học của máy cần tăng cường độ chính xác gia côngcác bề mặt chuẩn lắp ráp các bộ phận, các mặt dẫn hướng và chất lượng khi lắp ráp Muốn tăng độ chính xác động học phải nâng cao độ chính xác khi chế tạo các bộtruyền, các cơ cấu chấp hành và nâng cao chất lượng lắp ráp, điều chỉnh các bộ truyền

và ổ trục

Muốn tăng độ chính xác động lực học, cần tăng cường độ cứng vững của các bộphận và toàn máy nhằm nâng cao khả năng chống rung động và tính ổn định của máy

Để kiểm tra độ chính xác của máy người ta dùng hai phương pháp dưới đây:

Phương pháp kiểm tra tĩnh học là sự kiểm tra gián tiếp độ chính xác của máybằng cách kiểm tra chất lượng chế tạo các chi tiết chất lượng lắp ráp, lắp đặt, và điềuchỉnh máy

Phương pháp kiểm tra động lực học được thực hiện bằng cách tiến hành gia côngtrên máy đó một chi tiết, sau đó đem chi tiết đã được gia công đi kiểm nghiệm, đo đạc.Hình thức kiểm tra này là kiểm tra tổng hợp tất cả các chi tiết và các bộ phận của cácmáy dưới tác dụng của ngoại lực, phương pháp này là kiểm tra trực tiếp độ chính xáccủa máy

1.2.5 Tính công nghệ

Khi thiết kế các máy cắt kim loại cần quan tâm đến tính công nghệ các kết cấu,các chi tiết, có nghĩa là cần xem xét đến khả năng ứng dụng các quy trình công nghệ

hiện đại các quy trình có hiệu quả kinh tế để chế tạo và lắp ráp các chi tiết và các bộphận của máy đó.

Tính công nghệ của kết cấu máy được đặc trưng bởi giá thành của máy (nóđược coi như chỉ tiêu tổng hợp của khối lượng lao động và khối lượng vật liệu trongthiết kế, chế tạo kết cấu máy)

Tính công nghệ còn nói lên mức độ phức tạp chế tạo và lắp ráp các bộ phận vàtoàn máy Để đánh giá sơ bộ tính công nghệ của máy người ta có thể xem xét mức độ

sử dụng các bộ phận máy đã được tiêu chuẩn hoá trong kết cấu của máy thiết kế

Trong các máy cắt kim loại hiện hành M = 2  10 KN/Kw Chỉ tiêu này để sosánh giữa các máy cùng kiểu

Để giảm dung tích kim loại, cần hoàn thiện các kết cấu chi tiết máy và phươngpháp tính toán sức bền…

1.2.7 Hiệu suất truyền dẫn

Hiệu suất truyền dẫn của máy là chỉ tiêu nói lên việc sử dụng đến mức tối đacông suất có ích của máy Muốn tăng hiệu suất cần giảm các tổn thất không tải

1.2.8 Sử dụng và bảo dưỡng máy đơn giản

Máy thiết kế ra phải đảm bảo cho người sử dụng dễ dàng và thuận tiện khi điềukhiển, gá đặt, kẹp chặt phôi, kiểm tra, bảo dưỡng và tra dầu mỡ dễ dàng…

1.2.9 Mức độ tự động hoá và ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật

Ngày nay để tăng năng suất lao động và nâng cao chất lượng sản phẩm, việc ứngdụng tự động hoá và tiến bộ khoa học kỹ thuật trong thiết kế và chế tạo máy cắt kimloại là chỉ tiêu quan trọng, chỉ tiêu này phản ánh mức độ tiến bộ khoa học kỹ thuậttrong ngành chế tạo máy

1.2.10 Thẩm mỹ công nghiệp

Máy thiết kế chế tạo ra không những phải đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

mà còn phải đảm bảo tính thẩm mỹ công nghiệp, sao cho phù hợp với quan điểm thẩm

mỹ công nghiệp hiện đại

1.3 Các phương pháp tạo hình bề mặt gia công

1.3.1 Các bề mặt thường dùng của các chi tiết máy

Mỗi chi tiết thường có kích thước và hình dạng nhất định Phần lớn các chi tiếtđược tạo bởi đường chuẩn và đường sinh rõ ràng Bề mặt chi tiết thường là mặt trònxoay, được tạo bởi một đường bất kỳ, được quay một vòng quanh một đường thẳng cốđịnh Đường bất kỳ đó được gọi là đường sinh của mặt tròn xoay Đường thẳng cốđịnh được gọi là trục quay của mặt tròn xoay Một điểm thuộc đường sinh khi quay sẽtạo thành một đường tròn có tâm nằm trên trục quay, đường đó gọi là đường chuẩn

Hình 1.1 Các dạng bề mặt chi tiết máy a) Dạng bề mặt tròn xoay b) Dạng mặt phẳng c) Các dạng bề mặt khác

- Nếu đường sinh là đường thẳng song song với trục quay, sẽ tạo thành mặt trụ trònxoay

- Nếu đường sinh là đường thẳng cắt trục quay, sẽ tạo thành mặt nón tròn xoay

* Việc gọi đường chuẩn và đường sinh chỉ mang tính tương đối, mục đích là để dễphân loại bề mặt chi tiết, từ đó tìm ra phương pháp gia công hợp lý

a Mặt tròn xoay

Mặt tròn xoay có thể là mặt ngoài, mặt trong hoặc phối hợp như mặt trụ, mặtcôn, mặt định hình, mặt ren Các dạng bề mặt này có đường chuẩn là đường tròn vàđường sinh là đường thẳng, đường cong hay đường gẫy khúc

Tùy thuộc vào vị trí tương quan giữa trục chuẩn OO và đường sinh sẽ tạo rađược các bề mặt khác nhau

Đường sinh song song với trục tạo ra mặt trụ

a)

b)

c)

Đường sinh cắt trục tạo ra mặt côn

Đường sinh chéo trục tạo ra mặt hy pec bol

Trường hợp đường sinh bất kỳ sẽ tạo ra bề mặt tròn xoay Đường sinh mặtngoài gồm các đoạn thẳng ab, đường cong bc, đoạn thẳng cd, đường cong de, đoạnthẳng eg, lỗ bên trong là mặt tròn xoay

Gia công các dạng bề mặt tròn xoay thường thực hiện trên các máy tiện, máykhoan, máy mài tròn

b Mặt phẳng

Dạng mặt phẳng ở đây ta quy ước có đường chuẩn thẳng Đường sinh có thể làbất kỳ

Đường sinh thẳng tạo ra mặt phẳng

Đường sinh gẫy khúc, tạo thành mặt phẳng gẫy khúc như thanh răng (hình b),trục hoặc rãnh then hoa (hình c)

Đường sinh cong bất kỳ tạo thành mặt định hình (hình d)

Các dạng bề mặt này thường được thực hiện trên các máy cắt kim loại như máyphay, bào, doa, chuốt, mài phẳng…

Hình 1.3 Sự hình thành bề mặt phẳng Hình 1.2 Sự hình thành bề mặt tròn

các dạng bề mặt trên thì máy phải truyền cho dao và phôi các chuyển động tương đối

để tạo ra đường chuẩn và đường sinh đó

Vậy chuyển động tạo hình là chuyển động bao gồm mọi chuyển động tương đốigiữa dao và phôi để trực tiếp tạo ra đường chuẩn và đường sinh

1.3.2 Tổng hợp chuyển động tạo hình

Máy gia công chi tiết phải có các chuyển động tạo ra đường sinh và đườngchuẩn của bề mặt chi tiết gọi là tổng hợp các chuyển động tạo hình Mỗi máy có sốchuyển động tạo hình nhất định

1.3.3 Các phương pháp tạo hình bề mặt chi tiết máy

Để tạo hình các bề mặt chi tiết máy thực chất là tạo hình đường sinh và đườngchuẩn

Hiện nay có một số phương pháp tạo hình bề mặt gia công sau:

a Phương pháp chép hình

Phương pháp chép hình là sử dụng dao có hình giống như hình của bề mặt chitiết, dao sẽ trùng với đường sinh ra của chi tiết khi nó quay Phương pháp này khi giacông có lực cắt lớn, nên chiều rộng lưỡi cắt bị hạn chế không vượt quá 80mm Việcchế tạo dao phức tạp đắt tiền Tuy vậy phương pháp này có ưu điểm là năng suất cao,cấu tạo máy đơn giản Vì vậy

thiết bị đơn giản nên có thể đạt

được độ chính xác gia công và

hiệu quả kinh tế rất lớn

b Phương pháp theo vết (quỹ

tích)

Bề mặt tạo hình là do vết chuyển động của mũi dao hoặc lưỡi cắt tạo nên hay bềmặt tạo hình có đường sinh tạo hình là quỹ tích các điểm tạo hình do lưỡi dao tạo ra VD: Tiện, khoan, bào…

Đây là phương pháp gia công phổ biến nhất, cho năng suất cao, kết cấu dụng cụ cắtđơn giản nhưng đòi hỏi kết cấu máy phức tạp, bề mặt tạo hình không phụ thuộc và

Hình 1.7 Phương pháp theo vết

thành bằng sự dịch chuyển thẳng của dụng cụ

hoặc của phôi dọc trục bánh răng Trong trường

hợp này yêu cầu ba chuyển động tạo hình: Chuyển

động quay của phôi, di chuyển dụng cụ dọc trục

của nó, di chuyển dụng cụ hoặc phôi dọc đường

tâm bánh răng Phương pháp này hình dáng dao

độc lập với hình dáng đường sinh nên mở ra một

khả năng lớn là dùng dao có hình dáng đơn giản để

gia công những đường sinh phức tạp

VD: Xọc răng, lăn răng…

1.4 Phân loại các chuyển động trong máy cắt kim loại

Để tiến hành gia công các sản phẩm trên máy cắt kim loại không những chỉ cần

có chuyển động tạo hình để tạo ra đường chuẩn và đường sinh mà còn phải có các dạngchuyển động khác như chuyển động phân độ, chuyển động định vị, chuyển động cắt,chuyển động chạy dao và những chuyển động phụ trợ khác

1.4.1 Chuyển động tạo hình

Chuyển động tạo hình là bao gồm mọi chuyển động tương đối giữa dao và phôi

để hình thành bề mặt gia công Chuyển động tạo hình gồm có chuyển động quay tròn

và chuyển động thẳng Trong đó, mỗi chuyển

động quay tròn hay chuyển động thẳng gọi là

chuyển động thành phần của chuyển động tạo

hình Chuyển động tạo hình có thể do dao

thực hiện hoặc do phôi thực hiện, hoặc đồng

thời cả dao và phôi cùng thực hiện

Ví dụ: Chuyển động tạo hình để tạo nên mặt

trụ của chi tiết gia công gồm có hai chuyển

động thành phần I và II (hình.1.9)

Chuyển động tạo hình có hai loại:

- Chuyển động tạo hình đơn giản: Là chuyển động trong đó các cơ cấu chấp hành

không phụ thuộc vào nhau, nghĩa là các chuyển động trong máy không ảnh hưởng đếnnhau khi tạo hình (Chuyển động tạo hình chỉ có một chuyển động)

Ví dụ: Ở hình 1.10a chuyển động tạo hình để cắt đứt mặt trụ Phôi thực hiện chuyểnđộng quay, dao tịnh tiến theo phương hướng kính Hai chuyển động của dao và phôiđược thực hiện độc lập Ở hình 1.10b chuyển động tạo hình để tạo nên mặt trụ có thểchỉ do chuyển động thành phần I thực hiện hoặc do chuyển động thành phần II thựchiện

- Chuyển động tạo hình phức tạp: Là chuyển động trong đó các cơ cấu chấp

hành phụ thuộc vào nhau (Các chuyển động trong máy có quan hệ ràng buộc vớinhau theo 1 quy luật nhất định để tạo hình (Các chuyển động tạo hình có từ hai chuyểnđộng thành phần trở lên phụ thuộc lẫn nhau)

Ví dụ: Chuyển động tạo hình đường xoắn ốc Phôi chuyển động quay, dao chuyểnđộng tịnh tiến Hai chuyển động này bị ràng buộc nhau: Khi phôi quay một vòng thìyêu cầu dao phải tịnh tiến một bước ren t (hình.1.11a) Chuyển động tạo hình mặt côn.Chuyển động tịnh tiến II của dao song song với đường sinh của mặt côn là tổng hợpcủa hai chuyển động thẳng 1 và 2 (hình.1.11b)

Hình 1.10 Chuyển động tạo hình đơn giản

Hình 1.11 Chuyển động tạo hình phức tạp

Hình 1.10 Chuyển động tạo hình phức tạp

Hình 1.13 Chuyển động định vị

đồ gá khoan

1.4.2 Chuyển động phân độ

Chuyển động phân độ là chuyển động cần thiết để dịch chuyển tương đối dao

và phôi sang vị trí mới, khi trên chi tiết có nhiều bề mặt cơ bản giống nhau Ví dụ, khigia công bánh răng cần phải có chuyển động phân độ để chuyển từ răng này sang răngkhác Để thực hiện chuyển động phân độ có thể dùng đầu phân độ riêng (như ở máyphay vạn năng), dùng các đồ gá hay dùng cấu trúc trong kết cấu của máy

Chuyển động phân độ có thể là chuyển động gián đoạn Ví dụ, khi gia công bánhrăng bằng dao phay mô đun, sau khi phay xong một răng phải quay phân độ để phân

độ đi một góc tương ứng nào đó để gia công một răng khác

Chuyển động phân độ cũng có thể là chuyển động liên tục Ví dụ, khi gia côngbánh răng bằng dao phay trục vít (phương pháp lăn) thì quá trình phân độ thực hiệnliên tục cùng với quá trình tạo hình Trong trường hợp này chuyển động phân độ trùngvới chuyển động tạo hình

1.4.3 Chuyển động định vị

Chuyển động tạo hình chỉ mới tạo ra hình dáng bề mặt gia công mà chưa khốngchế kích thước bề mặt đó Vì vậy cần phải có chuyển động định vị để đưa dụng cụ cắt

và phôi vào vị trí xác định trong các trục toạ độ của

máy, để trong quá trình gia công đạt được các kích

thước đã cho

Chuyển động định vị có thể là chuyển động ăn

dao nếu như trong lúc thực hiện có tiến hành cắt gọt

Ví dụ, khi tiện bằng dao tiện định hình

Chuyển động định vị là chuyển động điều chỉnh

nếu trong lúc thực hiện không có cắt gọt Ví dụ,

chuyển động của đồ gá khoan mang phôi đến vị trí

mới sau khi khoan xong lỗ trước, để khoan lỗ tiếp

theo trên phôi ứng với toạ độ mới

Hình 1.12 Chuyển động phân độ trên máy phay vạn năng

1.4.4 Các chuyển động khác

Ngoài những chuyển động đã nói trên, để gia công các chi tiết máy trên cácmáy cắt gọt kim loại cần có những chuyển động phụ khác nữa Các chuyển động nàytuy không tham gia trực tiếp vào quá trình cắt, nhưng nó lại đảm bảo những điều kiệncần thiết để quá trình gia công trên các máy được thực hiện, như là chuyển động gá đặt

và kẹp chặt phôi, tiến hoặc lùi các dụng cụ cắt, đóng mở các cơ cấu dẫn hướng, hoặccác chuyển động tự động vận chuyển và cấp phôi, tháo hoặc thay đổi vị trí các dụng cụ cắt,

tự động kiểm tra, đổi chiều thu dọn phoi…

1.5 Những khái niệm về truyền dẫn trong máy cắt kim loại

1.5.1 Khái niệm

Để thực hiện và duy trì các chuyển động trên máy ta cần phải cung cấp chochúng những năng lượng cần thiết Nguồn năng lượng để chuyển hóa thành cơ năng cóthể bao gồm: Điện năng, thủy năng, năng lượng phát ra từ các máy động lực…Nhưngtrên các máy cắt kim loại hiện nay phổ biến là dùng điên năng (động cơ điện) Nhưvậy muốn cho máy có thể hoạt động được cần phải có nguồn năng lượng tức động cơđiện và những cơ cấu truyền dẫn chuyển động cho những bộ phận chấp hành

Vậy: Truyền dẫn trong máy cắt kim loại là tổng hợp các cơ cấu để truyền chuyển động từ động cơ (nguồn năng lượng) đến cơ cấu chấp hành nhằm đưa các cơ cấu này vào hoạt động.

Để làm nguồn dẫn động trong máy cắt kim loại, người ta thường dùng các động

cơ điện đồng bộ xoay chiều 1 tốc độ Các động cơ này cho ta công suất không đổitrong tất cả các khoảng tốc độ, và dưới tác dụng của tải trọng thì số vòng quay của trụccũng không thay đổi lắm Trong một số trường hợp cũng có thể dùng động cơ điệnxoay chiều nhiều tốc độ như động cơ 2 tốc độ 1500/3000v/ph, 750/1500v/ph hoặcđộng cơ điện 3 tốc độ 1000/1500/3000 v/ph Trong các máy công cụ có điều khiểnbằng chương trình số thì dùng động cơ bước Để truyền chuyển động cho cơ cấu chấphành, người ta có thể dùng các hình thức truyền dẫn khác nhau như: Truyền dẫn tập trung,truyền dẫn phân tán, truyền dẫn phân cấp, truyền dẫn vô cấp

1.5.2 Các thành phần truyền dẫn và ký hiệu

Sơ đồ truyền dẫn của máy là tập hợp các cơ cấu truyền động để thực hiệnchuyển động tạo hình và nguồn truyền dẫn của máy là động cơ điện Sơ đồ truyền dẫncủa máy bao gồm nhiều xích truyền động tạo thành

Sự truyền chuyển động từ động cơ đến các cơ cấu chấp hành được thực hiệnnhờ các xích động học (gọi là xích động) Các xích động bao gồm các bộ truyền: Đai,bánh răng, bánh vít, trục vít, vít me, đai ốc… Các bộ truyền trong một xích động,chúng được xem như là những thành phần của truyền dẫn và được nối với nhau theomột thứ tự xác định

Ví dụ, Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn của máy tiện ren vít vạn năng

Máy tiện ren vít có các xích truyền động là :

- Xích tốc độ là xích truyền động nối từ động cơ điện chính đến trục chính củamáy (ntc  ndc)

- Xích chạy dao là xích truyền động nối từ trục chính tới dao tiện Lượng diđộng tính toán giữa hai đầu xích là: 1 vòng quay trục chính dao tinh tiến một bước tpmm

Mối liên hệ giữa hai khâu đầu và cuối của xích gọi là lượng di động tính toáncủa xích (ntc  ndc), 1vòng TC  t p mm/vòng

Muốn tính toán tốc độ quay của trục chính hay lượng chạy dao cụ thể phải lậpphương trình tính toán từ đầu xích đến cuối xích gọi là phương trình xích động

Muốn tính toán cụ thể phương trình xích động phải dựa vào sơ đồ động của máycông cụ

Sơ đồ động của máy là những hình vẽ quy ước biểu diễn các bộ truyền, các cơcấu liên kết với nhau tạo nên các xích truyền động Xác định những chuyển động cầnthiết của máy Đồng thời trên đó còn chỉ rõ công suất và số vòng quay của động cơđiện, đường kính bánh đai, số răng của bánh răng, số đầu mối của trục vít, số răng củabánh vít…

Hình 1.14 Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn của máy tiện ren vít vạn năng

Bảng 1.2 Ký hiệu, quy ước chi tiết máy

Hình 1.15 Các liên kết động học trong máy cắt kim loại

1.6 Liên kết động học trong máy cắt kim loại

Trong máy cắt kim loại liên kết của các bộ phận truyền dẫn và các cơ cấuthường tương đối phức tạp Bởi vậy việc nghiên cứu chúng có ý nghĩa quan trọng.Liên kết động học là mối liên kết giữa các thành phần truyền dẫn trong máy cắt kimloại Vì các thành phần đó nằm trong xích truyền dẫn để tạo ra các chuyển động chấphành nên liên kết động học trong máy cắt kim loại cũng có nghĩa là cấu trúc động học

cơ khí, điện, thủy lực… thông qua chúng tạo ra các chuyển động chấp hành cần thiết

Để đảm bảo chuyển động của dụng cụ cắt tương đối với phôi trong máy cắt kim loạicần phải có các mối liên kết giữa các cơ cấu chấp hành với nguồn phát động

1.6.1 Liên kết trong

Các liên kết động học của các khâu chấp hành với nhau chúng ta gọi là liên kếtđộng học bên trong, gọi tắt là liên kết trong Nếu chuyển động chấp hành đơn giản làchuyển động quay thì liên kết trong là liên kết giữa khâu chấp hành tham gia chuyểnđộng và khâu chấp hành không tham gia chuyển động tương đối Liên kết trong xácđịnh tính chất của chuyển động mà không xác định tốc độ chuyển động (bộ truyền đai,

bộ truyền BR…)

1.6.2 Liên kết ngoài

Liên kết động học ngoài gọi tắt là liên kết ngoài là liên kết giữa khâu chấp hành(trục chính I) và nguồn phát động (động cơ điện 3) Mối liên kết được thực hiện bởicác khâu cố định và khâu điều chỉnh iv để điều chỉnh tốc độ của khâu chấp hành trongkhi không thay đổi tốc độ động cơ điện Khâu điều chỉnh có thể là các bánh răng thaythế, các puli thay thế, các hộp tốc độ…

Trong sơ đồ cấu trúc động học của máy cắt kim loại các khâu cố định của cácliên kết động học được biểu diễn quy ước bằng nét gạch gạch, các khâu điều chỉnhđược biểu diễn quy ước bằng hình thoi giống như trên hình vẽ dưới

1.7 Điều chỉnh động học máy

1.7.1 Sơ đồ kết cấu động học

Sơ đồ kết cấu động học là một loại sơ đồ quy ước, biểu thị những mối quan hệ

về các chuyển động tạo hình và các ký hiệu cơ cấu nguyên lý máy, vẽ nối tiếp hìnhthành sơ đồ, về đường truyền động của máy Được gọi một sơ đồ kết cấu động họcTrong một sơ đồ (hình 1.16) kết cấu động học có nhiều xích truyền động (xích tốc

độ, xích chạy dao) để thực hiện các chuyển động tạo hình

- Rút ra công thức điều chỉnh cho chạc điều chỉnh

Thông số cơ bản của một xích động học là tỷ số truyền i

i = ncuối/nđầu = i1.i2.i3…

Ở đây : nđầu,ncuối là số vòng quay của khâu đầu và khâu cuối

i1, i2, i3… là tỉ số truyền của các bộ truyền trong xích

Tỷ số truyền i biểu thị sự phụ thuộc giữa các lượng dịch chuyển của các khâutận cùng của xích động học Các lượng dịch chuyển này gọi là lượng di động tính toán.Phương trình xác định sự phụ thuộc giữa các lượng di động tính toán gọi là phươngtrình cân bằng động học Phương trình cân bằng động học là cơ sở để xác định tỷ sốtruyền khâu điều chỉnh của xích động

Thường khâu đầu có chuyển động quay, còn khâu cuối có thể là chuyển độngquay hay chuyển động tịnh tiến

Hình 1.16 Sơ đồ kết cấu động học

Hình.17 Sơ đồ nguyên tắc của xích chạy dao máy tiện ren vít

- Nếu chuyển động của các khâu tận cùng của xích động học là chuyển động quay thìlượng di động tính toán của chúng là: nđầu (v/ph)  ncuối (v/ph)

và phương trình cân bằng động học có dạng: nđầu (v/ph).i = ncuối (v/ph)

- Nếu chuyển động của các khâu đầu là chuyển động quay và chuyển động của khâucuối là tịnh tiến thì:

+ Với lượng chạy dao phút:

Lượng di động tính toán: nđầu (v/ph)  S (mm/ph)

Phương trình cân bằng động học: nđầu (v/ph).i.H = S (mm/ph)

Trong đó H là hành trình của khớp động biến chuyển động quay thành chuyểnđộng thẳng

Đối với bộ truyền vít me - đai ốc: H = k.t

Trong đó k: Số đầu mối của vít me

t: Bước vít me

Đối với bộ truyền bánh răng – thanh răng: H = .m.z

Ở đây z là số răng của bánh răng, m là mô đun của bánh răng

+ Với lượng chạy dao vòng mm/vòng:

Lượng di động tính toán: 1 vòng  S (mm/vòng)

Phương trình cân bằng động học: 1 vòng.i.H = S (mm/vòng)

Tùy theo bộ truyền cuối cùng là vít me - đai ốc hay bánh răng – thanh răng mà

H = k.t hay H = .m.z

1.8 Phương pháp tính toán bánh răng thay thế

1.8.1 Phương trình xích chạy dao cắt ren.

Sơ đồ nguyên tắc của xích cắt ren được biểu diễn trên hình vẽ Khâu đầu củaxích là trục chính I, nhờ các cặp bánh răng đảo chiều, các cặp bánh răng thay thế màchuyển động quay của trục chính được truyền đến trục vít me có bước tx để truyền chođai ốc hai nửa cùng với bàn máy mang dụng cụ cắt chuyển động thẳng Trong trườnghợp tổng quát cứ một vòng quay của phôi, cơ cấu truyền dẫn cần phải di chuyển bàndao đi một lượng bằng bước xoắn S = tp K Ở đây K là số đầu mối của ren được cắt,nếu K = 1 thì S = tp

Ta có phương trình cân bằng xích động học

1 vòng iđc K t vm

Z

Z Z

Z

4

3 2

1

= tpSau khi giải phương trình trên và ký hiệu các giá trị không đổi bằng hằng số C

Ta có công thức điều chỉnh chạc bánh răng thay thế:

vm

p

t

t c d

c b

a Z

Z Z

Z

4

3 2

Đại lượng C gọi là hằng số xích động học, thường C = 0,5 hoặc 1

Bước của trục vít me tvm và bước ren được cắt phải cùng một đơn vị đo lường,

ví dụ mm Nếu bước vít me và bước ren được cắt thuộc hệ mét thì người ta điền trựctiếp giá trị của bước tp vào công thức điều chỉnh trên

Đối với ren Anh tp = 1’’/n, n là số vòng ren trong 1’’

Đối với ren mô đun t = m., m là mô đun

Đối với ren pit tp = 1

Giá trị

= 3,1416…

Sai số trên một mét ren (mm)

mm

9

40.7

4063

1600

30.4

29

mm

17

24.1817

432

127

21

Sau khi tính được giá trị

d

c b

a B

Vậy

22

23.18

1311.2

23.3.3.2

1311.3.3.2.2

23.13

a

88

92.72

524.22

4.23.4.18

4.13

Trong thực tế, hai bộ bánh răng thay thế thường được sử dụng nhiều nhất là:

* Bộ bánh răng có số răng là bội số 5 (Bội năm)

Z = 20, 25, 30, 35… (Thêm 5 răng cho tới 120 răng)

Bài tập 1 Tính toán điều chỉnh máy để tiện ren có bước ren của vít định tiện

S = tp =1,25mm, Bước ren của vít me Svm = tvm = 6mm

c b

a Z

Z Z

Z

4

3 2

itt =1,25/6=12,5/60=25/120=5x5/8x15

Nếu nhân hai phân số cuối cùng của 2 về cho 5 và cho 4 ta có 25x20/40x60

Chọn a =25; b =20; c =40; d =60Thử điều kiện ăn khớp

1 Trình bày cách phân loại và ký hiệu máy cắt kim loại theo Việt Nam, cho ví dụ.

2 Trình bày các phương pháp tạo hình bề mặt chi tiết máy Vẽ hình minh họa cho từngphương pháp

3 Nêu các chuyển động cơ bản trong máy công cụ, lấy ví dụ cho từng loạichuyển động

4 Vẽ sơ đồ nguyên tắc xích tiện ren Lập công thức tính itt để cắt ren hệ mét, tính toánđiều chỉnh máy để tiện ren có bước tp = 2,5mm, biết tvm =12mm

5 Vẽ sơ đồ nguyên tắc xích tiện ren Lập công thức tính itt để cắt ren hệ Anh,tính toán điều chỉnh máy để tiện ren có 13 đỉnh ren trong 1” (1 inch = 25,4 mm),biết tvm = 12 mm

6 Vẽ sơ đồ nguyên tắc xích tiện ren Viết công thức tính itt để cắt ren Pit, tính toánđiều chỉnh máy để tiện ren có p = 5, biết tvm = 12 mm

7 Vẽ sơ đồ nguyên tắc xích tiện ren Viết công thức tính itt để cắt ren mô đun, tính toánđiều chỉnh máy để tiện ren có m = 5, biết tvm = 12 mm

Hình 2.1 Cơ cấu đai

Hình 2.2 Cơ cấu xích

CHƯƠNG II NHỮNG CƠ CẤU TRUYỀN DẪN TRONG

MÁY CẮT KIM LOẠI

2.1 Cơ cấu truyền dẫn chuyển động quay

2.1.1 Cơ cấu đai

a Phạm vi sử dụng

Cơ cấu đai thường dùng để truyền công suất nhỏ, được sử dụng trong cáctrường hợp: Khi cần tách động cơ ra khỏi hộp tốc độ (giảm ảnh hưởng rung động củađộng cơ) và trong các truyền dẫn của trục chính các máy cao tốc, đặc biệt trong cácmáy dùng để gia công chính xác (tiện, mài…)

Ưu điểm: Kết cấu đơn giản Nhược điểm: Cồng kềnh khi truyền công suất lớn

và không thuận tiện khi thay đổi tỷ số truyền

b Các loại đai

- Đai phẳng: Bảo đảm truyền dẫn êm, do có độ uốn lớn và chiều dày bé nên

được sử dụng để truyền chuyển động với tốc độ vòng lớn (đến 80m/s) và đường kínhbánh đai bé

- Đai hình thang: Do tiết diện đai là hình thang và độ bền lớn nên cho phép

truyền chuyển động với công suất lớn khi sức căng ban đầu nhỏ So với đai phẳng, đaihình thang chịu uốn kém hơn nên đòi hỏi bánh đai phải lớn

- Đai hình răng cưa: Dùng trong trường hợp đòi hỏi truyền dẫn không có sự

trượt (khi không sử dụng được bộ truyền bánh răng)

Tỷ số truyền của cơ cấu đai

được xác định:



2

1 1

2 12

D

D n

- Ưu điểm

+ Truyền công suất lớn (10kw)

+ Thay thế bộ truyền bánh răng khi

khoảng cách trục lớn, Thay thế bộ truyền

đai làm việc trong môi trường dầu mỡ và

yêu cầu truyền dẫn không bị trượt

Hình 2.2 Cơ cấu bánh răng

- Nhược điểm

+ Kém bền do tải trọng thay đổi, nhất là khi có tải trọng va đập, thay đổi hướng

chuyển động, khi hãm

+ Xích bị giãn sau thời gian làm việc do các khớp nối bị mòn

Tỷ số truyền của cơ xích được xác định:

2

1 1

2

Z

Z n

n

i x  

Trong đó: Z1, Z2,- Số răng của đĩa xích

n1, n2- Số vòng quay các trục

2.1.3 Cơ cấu bánh răng

Cơ cấu bánh răng được sử dụng rộng rãi nhờ các ưu điểm sau:

- Truyền chuyển động giữa 2 trục bất kỳ, song song, cắt nhau, chéo nhau

- Truyền công suất lớn với phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, kích thước bộ truyền nhỏ

và hiệu suất cao

- Kết cấu đơn giản, độ tin cậy cao và tuổi thọ lâu

- Cơ cấu bánh răng bị hạn chế sử dụng trong các máy cao tốc để gia công chính xác,tiện chính xác, mài… do có nhược điểm:

- Gây ồn và rung động trong quá trình làm

việc

- Tốc độ vòng bị hạn chế đến 20m/s

- Đòi hỏi bôi trơn tốt

- Giá thành chế tạo cao

Tỷ số truyền của cơ bánh răng được xác định

4

3 2

1 1

Z

Z Z

Z n

n

ibr  

Trong đó: Z1, Z2, Z3, Z4- Số răng của BR

n1, n2 n3- Số vòng quay các trục

a Cơ cấu bánh răng cố định

Hai bánh răng ăn khớp với nhau và có tỷ số truyền cố định Trong máy cắt kimloại thường dùng cơ cấu bánh răng trụ (răng thẳng, răng nghiêng), bánh răng côn, bánhvít, trục vít Phổ biến nhất là cơ cấu bánh răng trụ truyền dẫn giữa 2 trục song song vìchế tạo và lắp ráp đơn giản, giá thành thấp

b Cơ cấu bánh răng thay thế

Trên hình vẽ các bánh răng lắp trên phần cuối của các trục có khoảng cáchkhông đổi Vì vậy với cùng một mô đun, tổng số răng của các cặp bánh răng là khôngđổi a + b = const

Trên hình b là cơ cấu bánh răng với chạc điều chỉnh luôn có 2 cặp bánh răng

a – b và c – d ăn khớp với nhau Độ cứng của chạc điều chỉnh nhỏ nên chỉ sử dụng đểtruyền dẫn với tốc độ vòng và công suất bé Khi thay đổi tỷ số truyền cần phải có thời

gian tháo lắp các bánh răng thay thế, nên chỉ dùng cho các máy có thời gian làm việcdài.

Điều kiện ăn khớp của các bánh răng được kiểm tra theo công thức

a + b > c +15; c + d > b + 15

2.1.4 Cơ cấu bánh răng di trượt

Gồm nhiều cặp bánh răng trụ răng thẳng, trên 1 trục có lắp cứng các bánh răng,trên trục kia lắp khối bánh răng di trượt bằng then hoặc then hoa, số lượng các bánhrăng là 1, 2, 3 hoặc 4

Cơ cấu có khối bánh răng di trượt 3 bậc, khi gạt thay đổi tốc độ lần lượt bánh

răng ăn khớp

3 , 3 2 , 2 1 ,

1 ; ;

Z

Z Z

Z Z Z

H×nh 2.4 C¬ cÊu b¸nh r¨ng di tr ît

Hình 2.3 Cơ cấu bánh răng thay thế

Hình 2.5 Ly hợp vấu và ly hợp ma sát

Hình 2.6 Cơ cấu phản hồi

- Ưu điểm: Chế tạo đơn giản, các bánh răng không truyền tải không bị mòn

- Nhược điểm: Không thay đổi được tỷ số truyền khi máy đang làm việc và kích thước

Nhược điểm của cơ cấu dùng ly hợp là giá thành cao, khó

bôi trơn, tổn thất không tải lớn

2.1.6 Cơ cấu phản hồi

Bánh răng Z1, Z5 quay lồng không trên

trục I, chuyển động quay của bánh răng Z1 (nhờ

chuyển động quay bánh răng Z5) có thể truyền

cho trục I qua các cặp bánh răng Z1 – Z2 ; Z3 –

Z4 và trực tiếp nếu gạt Z4 sang trái

Cơ cấu phản hồi cho phép tạo ra dãy tốc

độ cao bằng con đường trực tiếp nên giảm được

tổn thất công suất và dãy tốc độ thấp bằng con

đường phản hồi nên mở rộng phạm vi điều chỉnh

Hình 2.6 Cơ cấu nooc tông

mà không phải thêm nhóm truyền, giảm số trục và kích thước hướng kính của truyềndẫn

2.1.7 Cơ cấu Nooc tông

trong khung quay;

Khung quay trượt dọc

trục II, để BR Za ăn

khớp với các BR Z1,

Z2…Zn và tạo ra 6 tỷ

Tỷ số truyền của cơ cấu

được xác định:

Cơ cấu Nooc tông kết cấu đơn giản, gọn, tỷ số truyền chính xác, dễ nhận được

sự phân bố tốc độ một cách tùy ý, nhưng độ cứng vững kém, khó bôi trơn, thườngdùng trong xích chạy dao các máy tiện ren vít để tạo ra các đại lượng chạy dao phân

bố theo quy luật cấp số cộng

2.1.8 Cơ cấu Mê - an

Cơ cấu Mê an có độ cứng vững cao hơn cơ cấu Nooc tông, thường dùng tronghộp chạy dao của máy tiện, có hai loại cơ bản giống nhau, trên trục I có 3 khối bánhrăng 2 bậc, một khối bánh răng lắp cố định với trục, còn hai khối lắp lồng không Trục

II có 4 khối bánh răng hai bậc lắp lồng không trên trục

1

;2

1

;1

1

;12

b

n b

a a

n

Z

Z Z

Z Z Z

i  

Hình 2.8 Cơ cấu theo kéo

* Tỷ số truyền của cơ cấu (hình 2.7a) được xác định:

2

2

2

2 2

1 /

Z Z

2

Z

Z Z

Z Z

2.1.9 Cơ cấu then kéo

Cơ cấu then kéo gồm 2 khối bánh răng hình tháp lắp đối nhau, khối I lắp cốđịnh trên trục I, khối II lắp lồng không trên trục có rãnh then, Then kéo lắp trên trục II.Nếu then kéo nối ghép với bánh răng nào thì truyền động theo bánh răng đó còn bánhrăng khác quay tự do

Cơ cấu then kéo có kích

thước chiều trục bé, song trục bị

dẫn kém cứng vững và hiệu suất

thấp (tổn thất công suất do ma sát

của các bánh răng lồng không

lớn), do đó cơ cấu then kéo không

dùng để truyền mô men lớn hay

Hình 2.9 Cơ cấu bánh ma sát

2.1.10 Cơ cấu truyền động bằng ma sát

Trong chế tạo máy thường dùng cơ cấu truyền động bằng ma sát để điều chỉnh

vô cấp số vòng quay của trục Giữa 2 cốc 1 và 3 gắn trên các trục chủ động và bị động,con lăn 2 là khâu trung gian Bề mặt làm việc của các cốc là cung tròn, bề mặt các conlăn là bề mặt côn ngắn, khi quay lắc các con lăn, bề mặt côn của nó tiếp xúc với mặtcong của các cốc thay đổi dẫn đến thay đổi tỉ số truyền của cơ cấu

2.2 Cơ cấu truyền dẫn chuyển động thẳng

Trong truyền dẫn chuyển động chính, người ta sử dụng các cơ cấu thanhtruyền - tay quay, cu lít, thanh răng Trong xích chạy dao sử dụng phổ biến các cơ cấuvít me, thanh răng và cam

2.2.1 Cơ cấu vít me – đai ốc

Là bộ truyền biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, khi trục vít mequay đứng yên thì đai ốc tịnh tiến và ngược lại Độ dài tịnh tiến S (mm) được tính theo

số vòng quay n và bước trục vít Tx S n.T x(mm)

Truyền dẫn vít me - đai ốc có ưu điểm giảm tốc nhanh, truyền động êm và chính xácTrục vít me có thể một hoặc hai đầu mối, ren trái hặc phải

2.2.2 Cơ cấu bánh răng – thanh răng

Truyền động bánh răng - thanh răng (hình 2.10) cũng là dạng biến chuyển độngquay tròn thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại Truyền dẫn bánh răng - thanh răngtruyền công suất lớn và hiệu suất cao Được sử dụng trong chuyển động chính và chạydao

Hình 2.10 Cơ cấu vít me - đai ốc

Hình 2.12 Cơ cấu cam

Khi bánh răng quay, thanh răng tịnh tiến được một lượng: S t.Z.n.m.Z.n(mm)

Trong đó : m- Môdun của răng

n- Số vòng quay của bánh răng Z

Z- Số răng của bánh răng

2.2.3 Cơ cấu cam

Được sử dụng rộng rãi trong các xích truyền dẫn chạy dao và truyền động phụ.Trong nhiều trường hợp chu kỳ chuyển động thẳng được lặp đi lặp lại nhiều lần, khicam quay liên tục với tốc độ góc thay đổi Lúc này đặc tính chuyển động của khâu bịdẫn phụ thuộc vào biên dạng của cam

2.3 Cơ cấu đảo chiều

Nhóm thiết bị này dùng để thay đổi phương chuyển động cơ cấu chấp hành củamáy Hầu hết đảo chiều được thực hiện nhờ các bộ truyền bánh răng trụ và côn Trênhình 2.13 a, b cơ cấu đảo chiều bánh răng trụ Khi truyền chuyển động qua 2 bánh răngtrục I và II quay ngược chiều nhau Còn khi truyền dẫn qua 3 bánh răng thì trục I và IIquay cùng chiều nhau

Thiết bị đảo chiều làm việc với các bánh răng côn (hình 2.13c, d) Các bánhrăng 1 và 3 ăn khớp với bánh răng 2 có chiều quay ngược nhau Trong trường hợp nàyđảo chiều người ta gạt ly hợp M sang trái hay sang phải (hình 2.13 c) hay di chuyểnkhối bánh răng 1 – 3 (hình 2.13 d)

Hình 2.11 Cơ cấu bánh răng – thanh răng

Hình 1.14 Cơ cấu vượt dùng bánh

cóc, con cóc

2.4 Cơ cấu vượt

Trong nhiều trường hợp chuyển động quay của một trục có thể nhận được từ hainguồn truyền động độc lập qua cơ cấu vượt Để rút ngắn thời gian chạy không nhằmnâng cao năng suất

2.4.1 Cơ cấu vượt dùng bánh cóc, con cóc

Bánh cóc 1 lắp then với trục 4, bánh răng 2

có gắn con cóc 3 ăn khớp với bánh răng 5 và lồng

không với trục 4 Khi bánh răng 5 quay theo chiều

kim đồng hồ sẽ dẫn động cho bánh 2 quay ngược

chiều kim đồng hồ thông qua cóc 3, bánh cóc 2 và

trục 4 cũng quay ngược chiều kim đồng hồ Nếu

trục 4 nhận được chuyển động quay nhanh hơn từ

một nguồn chuyển động khác thì cóc 3 sẽ trượt

trên răng bánh cóc 2, chuyển động chậm từ bánh

răng 5 truyền đến sẽ bị ngắt Khi chuyển động

quay nhanh của trục 4 kết thúc lập tức chuyển

động chậm được nối lại

2.4.2 Cơ cấu vượt dùng con lăn

Cơ cấu vượt kiểu con lăn được sử dụng rộng rãi, trục 4 lắp then với đĩa 7, bạc 6lắp lồng không với đĩa 7 Trong đĩa 7 có 3 rãnh hình chêm, lò xo 8 ép các con lăn tỳvào bề mặt của các rãnh chêm và bề mặt trong của bạc 6, Khi bạc 6 quay chậm theo

Hình 2.13 Cơ cấu đảo chiều

Hình 1.15 Cơ cấu vượt dùng

con lăn

Hình 2.16 Cơ cấu cóc

Hình 2.17 Cơ cấu Man tơ

chiều kim đồng hồ do ma sát giữa con lăn với bề mặt

các rãnh chêm và mặt trong các bạc 6 làm đĩa 7 và trục

4 cùng quay chậm Nếu trục 4 nhận được một chuyển

động quay nhanh từ một nguồn truyền động khác, đĩa

7 sẽ không nhận được chuyển động quay chậm của

bạc 6 truyền đến Khi chuyển động nhanh kết thúc thì

trục 4 lập tức lại nhận được chuyển động quay chậm

2.5 Các cơ cấu thực hiện chuyển động có chu kỳ

Để thực hiện chuyển động quay có chu kỳ

người ta thường dùng cơ cấu cóc và cơ cấu Mantơ Cơ cấu cóc áp dụng trong cáctrường hợp cần thiết thực hiện chuyển động gián đoạn của cơ cấu chấp hành trong thờigian ngắn Để thực hiện quay có chu kỳ đi 1

góc nhất định người ta dùng cơ cấu Mantơ

2.5.1 Cơ cấu cóc

Bánh răng culít Z=100 truyền chuyển

động cho bánh răng Z1 Z2 chốt 7 Thanh

giằng 5  Thân cóc- con cóc 4 Bánh cóc

2 Trục vít me 3 Chạy dao ngang bàn

máy; điều chỉnh lượng S thông qua vỏ che chắn 1

và chốt 7

2.5.2 Cơ cấu Mantơ

Để quay trục đi 1 góc có chu kỳ người ta sử dụng cơ

cấu Mantơ Nó bao gồm tay quay 1 có chốt 2 ở đầu mút và đĩa

3 có các rãnh hướng kính Cần 1 quay liên tục trong một số

thời gian nhất định chốt vào khớp với rãnh và cùng đĩa 3 quay

đi một góc 2 sau đó vào khớp Đĩa dừng lại cho đến lúc chốt

lại vào khớp với rãnh tiếp theo cách rãnh trước 1 góc  = /2

Góc quay của đĩa 2 = 2/z Ở đây z là số rãnh

Góc quay làm việc của cần: 2 = .2

Thay giá trị 2 vào ta có:

z

z z

)2(2

Nếu n là số vòng quay của cần trong 1 phút, T là thời gian ứng

với đĩa quay đi 1 góc 2 và cần quay đi 1 góc 2, thì trục của cần quay đi góc 2 với1/n phút và quay đi 1 góc 2 mất

.2



 , phổ biến z = 4  6