thiết kế động học máy tiện ren vít vạn năng theo mẫu máy t18a (việt nam) của xưởng cơ khí trường đại học thủy sản

Do đó, thiết kế máy công cụ nói chung và thiết kế máy cắt kim loại nói riêng là khâu quan trọng trong quá trình sản xuất và chế tạo các loại máy móc khác nhau để cơ khí hóa và tự động hó

Họ và tên sinh viên: Lớp: 43CT Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy

Tên đề tài theo quyết định:

“

”

Nhận xét của cán bộ hướng dẫn

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Kết luận .

.

.

.

Nha Trang, ngày tháng năm 2006

Cán bộ hướng dẫn Trần An Xuân

Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy Tên đề tài theo quyết định:

“

”

Nhận xét của cán bộ phản biện

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Đánh giá chung

.

Nha Trang, ngày tháng năm 2006

Cán bộ phản biện

Ký và ghi rõ họ tên

Điểm chung Bằng chữ Bằng số

Mục lục Trang

Chương 1 GiớI THIệU xưởng cơ khí trường đại học

thuỷ sản nha trang - khánh hoà

1.1 Quá trình xây dựng và phát triển của xưởng cơ khí trường Đại Học

Thuỷ Sản Nha Trang- Khánh Hoà ……… 2

1.2 Trang thiết bị của xưởng cơ khí trường Đại Học Thuỷ Sản Nha Trang- Khánh Hoà……… 7

Chương 2 Tìm hiểu tính năng, cấu tạo, tác dụng của máy tiện ren vít vạn năng 2.1 Đại cương về máy cắt kim loại 9

2.1.1 Khái niệm về máy 9

2.1.2 Những bước phát triển mới của ngành chế tạo máy cắt kim loại 10 1 Hoàn thiện dụng cụ cắt 10

2 Dùng máy truốt, vận tốc cắt lớn 10

3 Sử dụng máy tính điện tử 10

4 Dùng các cơ cấu mới 11

5 Giảm rung động 11

6 Giảm biến dạng nhiệt 12

7 Phát triển máy điều khiển theo chương trình số 12

2.1.3 Phương hướng phát triển máy cắt kim loại 12

1 Nâng cao độ chính xác 13

2 Nâng cao vận tốc cắt 13

3 Xây dựng các modul máy 13

4 Hình thành hệ thống gia công linh hoạt 14

5 Tự động hoá và hiện đại hoá 14

2.1.4 Phân loại máy cắt kim loại 15

1 Phân loại theo phương pháp cắt 15

2 Phân loại theo trình độ vạn năng 15

2.2.2 Công dụng máy tiện 16

2.2.3 Phân loại máy tiện 17

1 Máy tiện vạn năng 17

2 Máy tiện chép hình 18

3 Máy tiện chuyên dùng 18

4 Máy tiện đứng 18

5 Máy tiện cụt 18

6 Máy tiện nhiều dao 18

7 Máy tiện Revolve 18

8 Máy tiện tự động và nửa tự động 18

2.3 Máy tiện ren vít vạn năng 18

2.3.1 Cấu tạo các bộ phận cơ bản của máy tiện ren vít vạn năng 19

1 Thân máy 19

2 Hộp trục chính 20

3 Mâm cặp 20

4 ụ động 22

5 Giá đỡ 23

6 Bàn dao 25

Chương 3 Thiết kế hộp tốc độ của máy tiện ren vít vạn năng theo mẫu máy t18a 3.1 Thiết kế động học hộp tốc độ 26

3.1.1 Công dụng và yêu cầu đối với hộp tốc độ 26

1 Công dụng 26

2 Yêu cầu 26

3.1.2 Thiết kế động học hộp tốc độ 27

1 Xác định chế độ cắt 27

2 Xác định lực cắt 28

3.1.3 Xác định chuỗi số vòng quay hộp tốc độ 29

1 Xác định phạm vi điều chỉnh vòng quay của hộp tốc độ (Rn) 29

2 Xác định công bội j 29

3.1.4 Lưới kết cấu và đồ thị số vòng quay của hộp tốc độ 29

1 Xác định phương án không gian 29

2 Xác định phương án thứ tự 31

3 Lưới kết cấu 32

4 Đồ thị số vòng quay của hộp tốc độ 33

3.1.5 Xác định số răng của bánh răng 34

3.2 Lập bảng phân phối tỷ số truyền 40

3.3 Thiết kế bộ truyền đai 42

3.3.1 Chọn loại đai 42

3.3.2 Xác định đường kính bánh đai 42

3.3.3 Sơ bộ chọn khoảng cách trục A 42

3.3.4 Định chính xác chiều dài đai L và khoảng cách trục A 43

3.3.5 Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh đai 43

3.3.6 Xác định số đai cần thiết 43

3.3.7 Định các kích thước chủ yếu của bánh đai 44

3.3.8 Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 44

3.4 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 44

3.4.1 Chọn vật liệu chế tạo và phương pháp nhiệt luyện bánh răng 44

3.4.2 Xác định ứng suất cho phép 45

1 ứng suất tiếp xúc cho phép 45

2 ứng suất uốn cho phép 46

3 ứng suất quá tải cho phép 46

3.4.3 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng Ksb 47

3.4.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng 47

3.4.7 Xác định chính xác khoảng cách trục A và môđun (m) 48

3.4.8 Kiểm nghiệm sức bền uốn của bánh răng 49

3.4.9 Kiểm nghiệm bánh răng theo quá tải đột ngột 50

3.4.10 Định các thông số hình học của bộ truyền 51

3.4.11 Tính lực tác dụng lên trục 53

3.5 Tính toán thiết kế trục và then 53

3.5.1 Tính toán thiết kế trục 53

1 Chọn vật liệu trục 53

2 Tính sức bền trục 53

3.5.2 Tính chính xác trục 62

5.5.3 Tính toán then 66

1.Tính toán then hoa 66

2 Tính then bằng 67

5.6 Thiết kế gối đỡ trục 68

5.6.1.Chọn loại ổ lăn 68

5.6.2.Xác định tải của ổ 68

Chương 4 Thiết lập Bản vẽ sơ đồ động và đặc tính kỹ thuật của máy tiện ren vít vạn năng theo mẫu máy t18a 4.1.Truyền động của máy tiện ren vít vạn năng T18A 71

4.1.1.Xích tốc độ 71

4.1.2 Xích chạy dao 71

4.2.Truyền động của máy tiện ren vít vạn năng thiết kế theo mẫu máy T18A 73 4.2.1 Xích chạy dao (giống máy tiện ren vít vạn năng T18A) 73

4.2.2 Xích tốc độ 73

4.3 Đặc tính kỹ thuật của máy tiện ren vít vạn năng theo mẫu máy T18A 73

điều khiển tốc độ Của máy tiện ren vít vạn năng

5.1 Cơ cấu truyền động 75

5.1.1 Cơ cấu meandr 75

5.1.2 Cơ cấu Norton 76

5.1.3 Cơ cấu đai ốc bổ đôi 77

5.2 Các bộ phận điều khiển 77

5.2.1 Cơ cấu đảo chiều 77

5.2.2 Điều khiển dùng bánh răng di trượt 78

Chương 6 Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trục 6.1 Thiết lập chuỗi kích thước 79

6.2 Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trục 82

6.2.1 Xác định dạng sản xuất 82

6.2.2 Phân tích chi tiết gia công 85

1 Công dụng 85

2 Yêu cầu kỹ thuật 85

3 Tính công nghệ của chi tiết 85

6.2.3 Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi 85

6.2.4 Chọn tiến trình gia công các bề mặt của phôi 86

1 Chọn chuẩn công nghệ 86

2 Đánh số bề mặt gia công 86

3 Các phương án gia công trục then hoa 87

4 Phân tích và chọn phương án 88

6.2.5 Thiết kế nguyên công công nghệ 89

1 Nguyên công 1: Làm sạch phôi 89

2 Nguyên công 2: Tiện mặt đầu và khoan hai lỗ tâm 89

3 Nguyên công 3: Tiện thô và bán tinh bề mặt trụ ngoài 90

4 Nguyên công 4: Tiện tinh bề mặt trụ ngoài 90

7 Nguyên công 7: Nhiệt luyện 92

8 Nguyên công 8: Mài nửa tinh bề mặt ngoài 92

9 Nguyên công 9: Mài tinh bề mặt ngoài 93

10 Nguyên công 10: Mài mặt bên then hoa 94

11 Nguyên công: Tổng kiểm tra 95

6.2.6 Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian 95

1 Xác định lượng dư trung gian bằng phương pháp phân tích 95

2 Xác định lượng dư trung gian bằng phương pháp tra bảng 99

6.2.7 Xác định chế độ cắt 101

1 Xác định chế độ cắt bằng phương pháp phân tích 101

2 Xác định chế độ cắt bằng phương pháp tra bảng 104

6.3 Phiếu tổng hợp nguyên công 109

Kết luận và đề xuất ý kiến 116 Tài liệu tham khảo

LờI NóI ĐầU

Ngày nay, ngành chế tạo máy ngày càng bước vào thời kỳ phát triển mạnh mẽ Trong bất kỳ ngành sản xuất nào, máy móc luôn quyết định trình độ công nghệ, chất lượng sản phẩm và năng suất lao động Nhưng chất lượng của máy sản xuất trước tiên lại phụ thuộc vào máy cắt kim loại và các thiết bị chế tạo ra nó Do đó, thiết kế máy công cụ nói chung và thiết kế máy cắt kim loại nói riêng là khâu quan trọng trong quá trình sản xuất và chế tạo các loại máy móc khác nhau để cơ khí hóa và tự

động hóa các ngành kinh tế quốc dân

Chính vì vậy bộ môn chế tạo máy Trường Đại Học Thủy Sản giao cho tôi thực

hiện đề tài thực tập tốt nghiệp “

”

Với các nội dung sau:

1 Giới thiệu xưởng cơ khí trường Đại Học Thủy Sản

2 Tìm hiểu tính năng, cấu tạo, tác dụng của máy tiện ren vít vạn năng

3 Thiết lập sơ đồ động máy tiện ren vít vạn năng theo mẫu máy T18A

4 Nghiên cứu một số cơ cấu truyền động và điều khiển tốc độ

5 Thiết kế hộp tốc độ của máy tiện ren vít vạn năng theo mẫu máy T18A

6 Lập quy trình công nghệ gia công một chi tiết chính

có hạn và vốn kiến thức bản thân còn hạn chế, đến nay đề tài thực tập tốt nghiệp đã hoàn thành Tôi không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình thực hiện Rất mong được sự tham gia đóng góp ý kiến của các thầy và toàn thể các bạn sinh viên

để đề tài tốt nghiệp của tôi hoàn thiện hơn

Nha Trang, ngày 10 tháng 6 năm 2006

Sinh viên thực hiện

Kim Trọng Khánh

Chương 1 GiớI THIệU xưởng cơ khí trường đại học thuỷ sản

nha trang - khánh hoà

Xưởng thực tập cơ khí được thành lập năm 1968 tại nơi sơ tán của trường ở thôn Tử Cầu xã Tiên Tiến Huyện Yên Mỹ- Hưng Yên Năm 1969 chuyển đến thôn

Đông Khúc xã Vĩnh Khúc Văn Giang- Hưng Yên, năm 1970 chuyển đến xã Châu Quỳ Huyện Gia Lâm Hà Nội, năm 1971 chuyển về xã Trưng Trắc huyện Văn Lâm tỉnh Hưng Yên (Chợ Đường Cái), năm 1977 chuyển vào Nha Trang- Khánh Hoà

Từ năm 1968 đến 1971 xưởng thuộc bộ môn công nghệ kim loại khoa công nghiệp cá, nhân lực gồm các giáo viên bộ môn công nghệ kim loại (Đ/c Hoàng Anh, Thái Hoạt, Kỳ Hiếu, Tiến ẩm ) và 2 công nhân hướng dẫn thực hành là (đ/c Mạnh Hội và đ/c Song)

Từ năm 1972-1990 xưởng tách thành đơn vị trực thuộc trường, năm 1991 đến nay thuộc khoa cơ khí Nhân lực hiện nay gồm có 6 giáo viên dạy nghề và một số nhân viên kỹ thuật

Xưởng thực tập cơ khí thành lập sau 2 năm kể từ khi Trường Đại Học Thuỷ Sản tách ra từ trường Đại Học Nông Nghiệp Trang thiết bị không được trang bị

đồng bộ nên phải mua sắm bổ sung dần hàng năm, từ chỗ ban đầu chỉ có 2 máy tiện,

1 máy hàn, 1 máy mài, 1 máy khoan và một số dụng cụ rèn, nguội

Qua nhiều năm được bổ sung cơ sở vật chất máy móc trang thiết bị đến nay xưởng thực tập cơ khí đã có 4 phân xưởng:

khoa học, lao động sản xuất ngành nghề đáp ứng các nhu cầu về gia công cơ khí của nhà trường và các đơn vị sản xuất khác

Hàng năm xưởng tổ chức hướng dẫn thực tập thợ cơ khí cho sinh viên các ngành kỹ thuật của trường Xưởng đã hướng dẫn thực tập thợ cơ khí cho sinh viên từ khoá 8 đến nay

Năm 1972-1977 hướng dẫn cả vận hành động cơ đốt trong cho sinh viên các lớp máy tàu

Cùng với sự phát triển nhanh về quy mô đào tạo của nhà trường, hàng năm số lượng sinh viên đến thực tập tại xưởng ngày càng tăng Hiện nay mỗi năm xưởng tiếp nhận từ 10 đến 12 lớp (khoảng 500 đến 600 sinh viên) đến thực tập thợ cơ khí

và thực tập chuyên ngành chế tạo máy

Xưởng đã tận dụng hết trang thiết bị và khả năng của đơn vị để không ngừng nâng cao chất lượng thực tập cho sinh viên Những năm gần đây đã cải tiến nội dung

và cách đánh giá kết quả thực tập Luôn bảo đảm an toàn tuyệt đối về người và cơ sở vật chất trong thực tập và các hoạt động của xưởng

Ngoài nhiệm vụ chính là hướng dẫn thực tập cho sinh viên, xưởng đã phối hợp với cán bộ, giáo viên trong trường thực hiện một số đề tài nghiên cứu khoa học, gia công chế tạo các dụng cụ thiết bị cho các đề tài khoa học và cho các phòng thí nghiệm của trường như:

- Bơm hút khai thác cá bằng ánh sáng

- Gia công chế tạo mới máy khảo nghiệm ma sát

- Chế tạo bạc trục chân vịt bằng gỗ và chất dẻo

- Gia công chế tạo máy sấy thức ăn tôm (actémi)

- Chế tạo tủ host, bàn thí nghiệm chuyên dùng cho các phòng thí nghiệm

- Đã có nhiều sáng kiến để gia công chế tạo một số phụ tùng máy phục vụ các phòng thí nghiệm của trường và các cơ sở sản xuất

Phát huy kết quả đào tạo và ứng dụng tiến bộ kỹ thuật vào đời sống, khai thác tốt các tính năng kỹ thuật của máy móc trang thiết bị, xưởng đã thường xuyên tổ chức lao động sản xuất ngành nghề để nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ, cải thiện thêm đời sống và mở rộng mối quan hệ giữa nhà trường với các đơn vị sản

xuất Có thể nói rằng xưởng cơ khí là một trong những đơn vị đầu tiên trong trường thực hiện lao động ngành nghề đạt kết quả tốt Trong nhiều năm qua xưởng đã nhận hợp đồng gia công chế tạo nhiều phụ tùng thiết bị phục vụ cho các đơn vị trong và ngoài trường như:

v Công ty dệt Nha Trang:

- Gia công các chi tiết máy sợi thay thế một số phụ tùng nhập ngoại: Các loại bánh răng, lược vệ sinh bông mui, giá đỡ suốt máy chải

- Thiết kế chế tạo mới máy ép kiện bông P150 tấn

- Gia công lắp đặt hệ thống đường ống tải bông và hút bụi cho dây chuyền

12000 cọc sợi

- Gia công ống bọc bảo ôn hệ thống điều hoà không khí cho xưởng sợi hoàn thành

v Nhà máy xi măng Hòn Khói:

- Thiết kế chế tạo băng tải cho dây chuyền sản xuất xi măng

- Chế tạo các chi tiết, phụ tùng cho các máy sản xuất xi măng

v Xí nghiệp chế biến thuỷ sản Đại Thuận:

- Gia công chế tạo buồng trao đổi nhiệt của hệ thống sấy hải sản

- Chế tạo quạt hướng trục cho hệ thống sấy

v Chi nhánh NIPPOVINA Nha Trang:

- Cải tạo cẩu trục từ đẩy tay thành tự hành, lắp thêm hệ tời kéo tay để tăng tải trọng cẩu

- Thiết kế chế tạo máy xấn tôn xấn được chiều dài không hạn chế

v Xí nghiệp điện tử TQT:

- Gia công chế tạo một số sản phẩm cơ khi thay thế phụ tùng nhập khẩu

- Gia công chế tạo các loại Anten thu, phát sóng

v Viện VACXIN Nha Trang:

- Thiết kế chế tạo hệ thống sử lý khí thải lò đốt dầu để bảo vệ môi trường Ngoài các đơn vị trên xưởng còn có quan hệ và nhận gia công sản phẩm cơ khí cho các đơn vị sản xuất khác

Duy trì tốt việc ứng dụng tiến bộ kỹ thuật và sản xuất lao động ngành nghề đã mang lại nhiều tác dụng tốt như:

- Đã nâng cao được trình độ tay nghề, chuyên môn nghiệp vụ cho CBCNV trong trường

- Khai thác và phát huy tốt các tính năng kỹ thuật của máy móc và trang thiết

bị

- Tạo thêm được việc làm cho một số con em CBCNV trong trường

- Góp phần tăng thêm thu nhập để cải thiện đời sống cho CBCNV trong đơn

Xưởng đã luôn quan tâm động viên CBCNV trong đơn vị tích cực học tập bồi dưỡng nâng cao trình độ, trong những năm qua đã có 5 người tốt nghiệp đại học, hiện nay có 1 người đang học cao học

Với mục tiêu không ngừng nâng cao chất lượng đào tạo, hiện nay lãnh đạo nhà trường đã có dự án nâng cấp quy mô và năng lực của xưởng thực tập

Vừa qua xưởng và khoa cùng với nhà trường đã xây dựng phương án quy hoạch thiết kế triển khai xây dựng nhà xưởng và các trang thiết bị mới và hiện đại

để xứng đáng là một trong những cơ sở thực hành của một trường đại học đầu ngành

06 Nghiêm Tấn Việt 1968-1971

08 Bùi Đức Song Xưởng trưởng

1999-đến nay

1968-1993 1999-đến nay Nha Trang

09 Đặng Hữu Thạch Xưởng trưởng

1971-1975 1971-1975

Kiên Giang

17 Phạm Đình Trọng 1979-nay Nha Trang

18 Lê Xuân Hoạt 1979-nay Nha Trang

20 Lê Văn Bình Xưởng phó

2000- nay 1980- nay

21 Trần Văn Hoà 1980-1983 Nha Trang

22 Nguyễn Thị Thơm 1980-1983 Nha Trang

23 Nguyễn Văn Cải 1986-1993 Hà Tây

25 Phạm Quang Tĩnh 1991- nay

26 Ngô Bình Minh 1990-1994 Nha Trang

1 Máy tiện T18A 2001 Công ty cơ khí Hà Nội HameCo

2 Máy tiện T616 1969 Công ty cơ khí Hà Nội HameCo

3 Máy tiện T6P16 1988 Nhà máy chế tạo máy công cụ số 1

4 Máy tiện T630 1986 Nhà máy chế tạo máy công cụ số 1

5 Máy tiện T6M16 1978 Nhà máy chế tạo máy công cụ số 1

6 Máy tiện 6-2001 Co.LTD Made in Taiwn

9 Máy phay vạn năng TYPUF222

10 Máy bào ngang B365 2000 Công ty cơ khí Hà Nội HaMeCo

11 Máy dập 1963 Co.LTD AMERICAN- JAPAN

12 Máy búa 1508 1983 Nhà máy cơ khí Mai Đông Hà Nội

13 Máy khoan 525 1980 Nhà máy cơ khí Giải Phóng

14 Máy

022 4/2001 Điện cơ Tân Thành TP.HCM

21 Máy cưa

Nhà máy cơ khí Thanh Hoá

Ngoài ra xưởng cơ khí còn có các trang thiết bị máy móc phục vụ cho việc gia công độ chính xác cao như máy CNC, máy cắt dây

Chương 2 Tìm hiểu tính năng, cấu tạo, tác dụng của máy tiện

ren vít vạn năng

Máy là tất cả những khí cụ hoạt động theo nguyên tắc cơ học dùng làm thay

đổi một cách có ý thức về hình dáng hoặc vị trí của vật thể Cấu trúc, hình dáng và kích thước của máy rất khác nhau Tuỳ theo đặc điểm

sử dụng của nó, ta có thể phân thành hai nhóm lớn:

- Máy dùng để biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác để sử dụng thích hợp hơn được gọi là máy biến đổi năng lượng

- Máy dùng để thực hiện một công việc nhất định gọi là máy công cụ

Như vậy, máy công cụ là loại máy dùng để thay đổi hình dáng và kích thước của các vật thể cho phù hợp với nhu cầu sử dụng Theo tiêu chuẩn Việt Nam, máy công cụ bao gồm các loại sau:

- Máy cắt kim loại

- Máy gia công gỗ

- Máy gia công áp lực

- Máy hàn máy đúc Những máy công cụ dùng để biến đổi hình dáng của các vật thể kim loại bằng cách lấy đi một phần thể tích trên vật thể ấy với những dụng cụ và chuyển động khác nhau, được gọi là máy cắt kim loại Vật thể cần làm biến đổi hình dáng gọi là phôi hay chi tiết gia công Phần thể tích được lấy đi gọi là phoi, dụng cụ dùng để lấy phoi ra khỏi chi tiết gia công gọi là dao cắt Toàn bộ quá trình làm thay đổi hình dáng vật thể bằng phương pháp cắt như trên được gọi là quá trình gia công cắt và những máy công cụ thực hiện quá trình gia công cắt gọi là máy cắt kim loại

Ngoài phương pháp gia công cắt người ta còn dùng nhiều phương pháp gia công khác: Gia công cán nguội, Cán nóng, Rèn, Dập, Hàn, Điện hoá Thực hiện các phương pháp gia công này, ta có các loại máy công cụ tương ứng

Dụng cụ cắt và vật liệu dùng làm dụng cụ cắt được tiếp tục hoàn thiện và phát triển Trong những năm gần đây, tuy không có những bước tiến nhảy vọt, nhưng trên lĩnh vực chế tạo các vật liệu cắt cũng đã đạt được những thành tựu đáng kể

Về thép gió, đã đạt được những loại có chất lượng cao hơn bằng phương pháp luyện kim và nhiệt luyện thích hợp, sử dụng phương pháp liên kết với các tinh thể Titan và Magnêzi Trong lĩnh vực chế tạo các loại hợp kim cứng thì ngày càng nhiều

tỷ lệ của Carbid với hàm lượng của V, Ti và Zr

Hướng phát triển của các loại hợp kim cứng là sử dụng các loại vật liệu có lượng Carbid Ti lớn, chủ yếu làm thành các mảnh hợp kim để kẹp vào dao Ngoài ra người ta cũng bắt đầu sử dụng những mảnh sứ có tráng một lớp hợp kim cứng chừng vài mm như Carbid Titan hay Nitrid Titan Loại này làm tăng tuổi thọ của mảnh sứ lên 2 á 3 lần

Trong những năm qua, người ta dùng rộng rãi các loại máy truốt có lực cắt tăng và phạm vi điều chỉnh vận tốc lớn Nhưng việc nâng cao vận tốc cắt bị hạn chế vì sự hao mòn dao cắt Vận tốc truốt tối ưu khoảng 30 m/f

Ngoài ra còn sử dụng máy mài với vận tốc cao, chẳng những tăng năng suất mài, mà còn nâng cao được độ bóng bề mặt

Việc nâng cao vận tốc cắt dẫn đến những yêu cầu về tải trọng tĩnh và động cao hơn Nếu dùng phương pháp thí nghiệm để xác định các năng tính tĩnh và động trên máy đã chế tạo thử, thì cần thiết nhiều thời gian Do đó, một yêu cầu mới đã phát sinh: Cần phải xác định các năng tính tĩnh và động của máy trong giai đoạn thiết kế Nếu dùng các phương pháp tính toán thông thường, đơn giản hoá một số yếu tố tác dụng thì sẽ không thể nào thoả mãn các yêu cầu về độ chính xác Vì thế, phải sử dụng những phương pháp tính toán phức tạp bằng máy tính điện tử Với phương pháp này, người thiết kế có thể hoàn thành nhanh chóng những tính toán chính xác, cần thiết cho việc thiết kế các cơ cấu máy

Hiện nay, các máy tính điện tử chẳng những xác định được các đặc tính động lực học như: Rung động, đường đặc tính, mà còn có thể vẽ các đồ thị hoặc hình dáng tối ưu của những bộ phận máy

Trong những máy cắt kim loại hiện đại, thường gặp một số cơ cấu mới như:

Đai ốc bi, ổ trục, sống trượt dầu ép Những loại cơ cấu này ngày càng được dùng rộng rãi So với ổ trượt, ổ lăn thông thường, loại ổ trục và sống trượt dầu ép có những ưu điểm sau:

- ổ trục dầu ép không có hiện tượng kim loại trượt trên kim loại Do đó, ổ trục có thể coi như không bị mòn

- Vận tốc nhỏ, ma sát của màn dầu trên thực tế coi như bằng 0 Do đó, trong

ổ trục không xảy ra hiện tượng tự rung động

- Trong ổ trục dầu ép, độ đồng tâm, độ cứng vững hoàn toàn không phụ thuộc vào số vòng quay Do đó, độ cứng vững, độ chính xác chuyển động lớn Nhược điểm: Cần phải dùng một hệ thống dầu ép

Trong máy NC (Numerical Control) ngày càng dùng rộng rãi bộ khuếch đại

điện - dầu ép

ưu điểm: Điều chỉnh trong phạm vi rộng, mômen xoắn cố định, hiệu suất cao,

ma sát nhỏ, điều khiển dễ dàng, tần số dao động riêng cao, lượng dầu trong động cơ

ít

Nhược điểm: Mômen xoắn nhỏ ở vận tốc nhanh

Để hạn chế rung động khi gia công những vật liệu khó cắt gọt hay cắt với công suất cao là tăng độ cứng vững và tăng độ giảm chấn

- Tăng độ cứng vững luôn đi đôi với tổn phí lớn, nhiều khi chỉ có thể đạt

được hiệu quả với sự thay đổi lại kết cấu của máy

- Tăng độ giảm chấn có thể đạt được với những biện pháp đơn giản trên những máy đã có sẵn Thí dụ: Làm giảm chấn bằng dầu ép trên trục chính máy tiện

có thể tăng năng suất cắt lên gấp đôi mà không sinh ra rung động

Trong quá trình gia công, sự thay đổi nhiệt độ, sự chênh lệch nhiệt độ quá lớn giữa các bộ phận máy làm ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác hình học, độ chính xác chuyển động, độ cứng vững Nguồn phát nhiệt thông thường là ổ trục, hộp tốc

độ, hệ thống dầu ép, sống trượt, phoi nóng

Để giảm bớt biến dạng nhiệt, người ta cố gắng đưa các nguồn phát sinh nhiệt

ra ngoài máy, trước tiên là hộp tốc độ và hệ thống dầu ép Sống trượt của máy cũng

được đặt nghiêng để dễ dàng thoát phoi, đồng thời để phoi nóng không ảnh hưởng

đến sống trượt Trong các hộc trống ở thân máy được đổ cát, tạo nên tác dụng giảm chấn, cải thiện đặc tính động của máy

Trong vòng 15- 20 năm qua, kỹ thuật điều khiển đã đạt được những thành tựu

to lớn, nó đã có thể đảm bảo tự động hoá hoàn toàn những hoạt động cần thiết cho máy công cụ có chức năng bất kỳ

Thời gian đầu, máy điều khiển theo chương trình số (NC) được thực hiện trên máy tiện, khoan, doa và giờ đây đã bước sang giai đoạn điều khiển máy NC bằng máy tính điện tử (CNC)

Hiện nay, hầu hết máy NC/ CNC đều dùng cơ cấu vít me- đai ốc bi Trong hệ thống truyền động dùng nhiều nhất động cơ điện một chiều và động cơ ép dầu

Động cơ điện xoay chiều giảm dần, thay vào đó dùng rộng rãi động cơ bước bằng

điện và dầu ép

Trong bất kỳ ngành sản xuất cơ khí nào, máy móc luôn quyết định trình độ công nghệ, chất lượng sản phẩm và năng suất lao động Nhưng chất lượng của máy sản xuất trước tiên lại phụ thuộc vào máy cắt kim loại và các thiết bị chế tạo ra nó

Do đó, xác định đúng đắn phương hướng phát triển máy cắt kim loại có ảnh hưởng

đến nền kinh tế nói chung và ngành chế tạo máy nói riêng Phương hướng chung để phát triển máy cắt kim loại là không ngừng nâng cao các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của nó như: Năng suất cao, đảm bảo độ chính xác và độ bóng bề mặt của chi tiết gia

công, trình độ tự động hoá, sử dụng đơn giản và dễ dàng, giá thành hạ, tổn phí về sử dụng thấp, đảm bảo tính linh hoạt về công nghệ và kết cấu

Tuỳ trình độ phát triển và hoàn cảnh mỗi nước, phương hướng để giải quyết các yêu cầu nói trên có khác nhau, nhưng về cơ bản, phương hướng chính yếu để phát triển máy cắt kim loại bao gồm các mặt sau đây:

Độ chính xác là chỉ tiêu quan trọng của máy cắt kim loại, nó quyết định chất lượng chi tiết gia công và đảm bảo dung sai lắp ghép Tương ứng với độ chính xác,

độ cứng vững, độ chịu mòn của máy cũng tăng lên với mức độ khác nhau

Trong những năm gần đây, người ta đã đạt được nhiều thành tựu trong việc nâng cao độ chính xác, mà vai trò chủ yếu là nâng cao độ chính xác của nguyên công cuối cùng như: Nguyên công mài

Nâng cao vận tốc cắt nhằm giảm thời gian chính Tương ứng với nó là phải tăng số vòng quay trục chính, tăng độ cứng vững, giảm độ rung động của máy và sử dụng các loại dao hợp kim cứng hoặc dao hợp kim phủ lớp Carbid

Hiện nay có những trung tâm gia công đạt đến vận tốc cắt v =10.000 m/f và lượng chạy dao s = 40 m/f Yếu tố quyết định vận tốc cắt là tuổi thọ của dao Nếu không tìm những vật liệu mới làm dao cắt thì trong thời gian tới vận tốc cắt không thể nâng lên đáng kể

Tập trung nguyên công cao độ cũng chính là biện pháp để giảm thời gian chính Người ta sẽ sử dụng nhiều các máy tổ hợp, dùng nhiều đầu khoan và cắt ren cùng một lúc

Tương tự như các bộ phận máy được tiêu chuẩn hoá của máy tổ hợp, nhiều nước đang hình thành các modul máy trên cơ sở sử dụng khả năng của vi điện tử

Đây là những bộ phận máy được chế tạo sẵn hàng loạt, có thể lắp thành máy hoàn chỉnh phù hợp với yêu cầu công nghệ tối ưu, nhằm làm “mềm hoá” và tối ưu hoá khả năng sử dụng các thiết bị và máy móc đơn chiếc Các modul máy tạo nên các loại máy cắt kim loại có hình thái thích ứng nhất với yêu cầu Do đó, nó xoá nhoà

hình dáng của các kiểu máy cổ điển, mà hình thành các kiểu máy công nghệ, lắp ráp theo yêu cầu của người mua

Nhằm giảm thời gian chính và cả thời gian phụ các nước đang tìm các giải pháp tối ưu về kết cấu, về hình thái công nghệ Nổi bật là sự chinh phục của máy

NC (Numerical control) vào các lĩnh vực sản xuất hàng loạt nhỏ và đơn chiếc Sau

đó với những khả năng của vi điện tử đã hình thành lên các hệ thống gia công linh hoạt: Trung tâm gia công, đơn vị gia công, hệ thống gia công Các hệ thống này là tổng hợp một số máy NC, các cơ cấu vận chuyển, cấp phôi, cấp dao bằng người máy, thiết bị tải phoi, thiết bị đo lường tự động chi tiết gia công, thông số dao cắt, các giải pháp của máy tính để điều khiển quá trình sản xuất Chương trình cho máy tính có thể làm trước hoặc làm ngay trên máy và được kiểm tra, theo dõi trên màn hình màu

Hệ thống gia công linh hoạt ra đời khoảng năm 1960 Nó đảm bảo tính linh hoạt cao để dễ dàng thay đổi mặt hàng, đồng thời đảm bảo năng suất cao cho cả sản xuất hàng loạt nhỏ, trung, hàng loạt lớn

Tự động hoá ở bậc cao là yêu cầu thường xuyên của ngành chế tạo máy Nó là yếu tố có tác dụng lớn nhất đối với việc giảm thời gian phụ, đồng thời là yếu tố giảm nhẹ cường độ lao động, tiến đến giảm bớt sự can thiệp của con người vào quá trình sản xuất

Tự động hoá máy cắt kim loại bắt đầu từ việc tự động hoá các cơ cấu điều chỉnh, cơ cấu cấp phôi, cấp dao, di chuyển vật liệu Tiến tới hình thành hệ thống gia công linh hoạt đã nói trên Các hệ thống gia công linh hoạt là cơ sở để tự động hoá toàn phân xưởng tiến tới xây dựng nhà máy tự động, hoạt động hoàn toàn không

có sự tham gia trực tiếp của con người

Hoạt động của con người trong tương lai chủ yếu là suy nghĩ, kiểm tra và bảo quản thiết bị Người máy sẽ thay thế chức năng mà hiện tại con người đang làm Trong suy nghĩ về những dữ liệu phát triển ở tương lai, các nước cũng đang nghĩ đến việc hiện đại hoá những trang thiết bị hiện có hoặc phải đổi mới hoàn toàn

Như ta biết sự phát triển của dao cắt về vật liệu cũng như về kết cấu luôn đi trước sự phát triển của máy cắt kim loại Cho nên công suất, khả năng công nghệ của máy cắt kim loại do dao cắt quyết định Sự xuất hiện của thép gió, của thép hợp kim cứng, của dao sứ Đã đưa đến sự thay đổi quan trọng về kết cấu và hình dáng của máy Vì thế việc phân loại máy cắt kim loại theo phương pháp cắt là hợp lý và

đơn giản nhất Trên cơ sở này máy cắt kim loại được phân thành từng loại như: Máy tiện, phay, bào, khoan, gia công bánh răng Dù rằng sự phát triển của “máy công nghệ” dẫn đến việc xoá nhoà cách phân loại này Nhưng hiện nay, nó vẫn là cách phân loại được sử dụng rộng rãi nhất

Trên cơ sở này máy cắt kim loại có thể phân thành:

Là loại máy có thể thực hiện nhiều nguyên công khác nhau của nhiều loại chi tiết khác nhau Vì thế, loại máy này thích hợp trong sản xuất đơn chiếc, sản xuất hàng loạt nhỏ

Dùng để gia công một loại hay một vài loại chi tiết

có hình dạng tương tự nhưng kích thước khác nhau như: Trục nhiều bậc, vòng ổ bi, ống bạc Loại này chủ yếu dùng trong sản xuất hàng loạt

Dùng để gia công những chi tiết cùng loại kích thước với số lượng lớn như: Máy để sản xuất bulông, máy tiện trục khuỷu Loại máy này chủ yếu dùng trong sản xuất hàng khối, hay sản xuất hàng loạt lớn

Ngoài ra, người ta còn phân loại máy cắt kim loại theo độ chính xác như: Máy

có độ chính xác cao (Máy doa) và máy có độ chính xác thường Người ta còn có thể phân loại theo trọng lượng của máy hay theo mức độ tự động hoá của máy như: Máy hạng vừa thì nặng dưới 10 tấn, hạng nặng trên 10 tấn, hạng lớn từ 10á30 tấn Phân loại theo mức độ tự động hoá thì có: Máy tự động, máy nửa tự động và máy tổ hợp

Máy tiện là loại máy cắt kim loại được dùng rộng rãi nhất để gia công các vật thể tròn xoay, trong một số trường hợp còn dùng để gia công vật thể định hình Máy tiện chiếm khoảng 40á45% máy cắt kim loại trong phân xưởng cơ khí, có rất nhiều chủng loại và kích thước khác nhau từ máy tiện nhỏ đến máy tiện nặng 13000 tấn Máy tiện là loại máy được hình thành đầu tiên, đồng thời cũng là loại máy

đang được phát triển có độ chính xác cao, năng suất lớn với việc sử dụng hệ thống

điều khiển theo chương trình số

Máy tiện chủ yếu dùng để gia công các nhóm chi tiết chính sau:

- Chi tiết trục: Có chiều dài lớn gấp nhiều lần đường kính

- Chi tiết đĩa: Có chiều dài nhỏ gấp nhiều lần đường kính

- Chi tiết bạc: Chi tiết dạng tròn xoay, hình ống thành mỏng, mặt đầu có vai hay không có vai, mặt trong có thể trụ hoặc côn

Ngoài ra máy tiện còn dùng để thực hiện nhiều nguyên công khác:

Hình 2.1.a,b Trình bày nguyên công tiện mặt trụ ngoài và mặt trụ trong: Chuyển động chính của máy tiện là chuyển động vòng (v), chuyển động chạy dao là chuyển động thẳng (s) song song với trục của phôi

Hình 2.1.c Trình bày nguyên công cắt mặt đầu hoặc tiện rãnh ngang: Chuyển

động chạy dao (s) thẳng góc với trục của phôi

Hình 2.1.d Trình bày nguyên công tiện côn: Chuyển động chạy dao phải tạo thành một góc nhất định với trục của phôi

Hình 2.1.e Gia công mặt cầu: Dùng dao định hình hoặc dùng dưỡng để đảm bảo dao chuyển động theo cung tròn trên mặt phẳng thẳng góc với hướng chuyển

động của phôi

Hình 2.1.f Nguyên công cắt ren vít: Giữa phôi và dao phải thực hiện mối liên

hệ chuyển động: Một vòng quay của phôi, dao phải tịnh tiến một bước ren

Hình 2.1.g Nguyên công tiện chép hình theo mẫu

Hình 2.1.h Nguyên công tiện hớt lưng: Dao tiện hớt lưng phải thực hiện chuyển động chạy dao thẳng, đi về

Ngoài ra trên máy tiện còn lắp mũi khoan, khoét, bàn ren, ta rô ở ụ động để khoan, khoét, cán ren hay lắp con lăn ở bàn dao để cán rãnh khía Do tính vạn năng của nó, máy tiện được coi là máy cắt kim loại quan trọng nhất

Đứng về mặt công dụng, máy tiện có thể phân thành: Máy tiện vạn năng và máy tiện chuyên môn hoá

Đứng về mặt kết cấu, kết hợp với công dụng, máy tiện có thể phân thành các loại sau:

Loại này có thể phân thành hai nhóm

- Máy tiện trơn

- Máy tiện ren vít Máy tiện vạn năng có rất nhiều cỡ: Cỡ để bàn, cỡ nhỏ, cỡ trung và nặng Để chạy dao, loại này thường dùng trục trơn khi tiện trơn và dùng trục vít me khi cắt ren vít

Được trang bị các cơ cấu chép hình để gia công những chi tiết có hình dáng đặc biệt Loại máy này thường dùng một trục trơn

Là loại dùng để gia công một vài loại chi tiết nhất

định như: Máy tiện ren chính xác, máy tiện hớt lưng, máy tiện trục khuỷu, máy tiện bánh xe tàu hoả

Là loại máy có trục chính thẳng đứng dùng để gia công các loại chi tiết có hình dáng phức tạp và nặng

Là loại máy dùng để gia công các chi tiết nặng có đường kính lớn hơn nhiều lần chiều dài

Là loại máy tiện có nhiều bàn dao chuyển động độc lập, để cùng một lúc có thể gia công chi tiết với nhiều dao

Là loại dùng để gia công hàng loạt những chi tiết tròn xoay với nhiều nguyên công Toàn bộ dao cắt cần thiết được lắp trên một bàn dao

đặc biệt gọi là đầu revolve có trục quay thẳng đứng hoặc nằm ngang

Dùng để sản xuất hàng loạt và hàng khối

Máy tiện ren vít vạn năng là loại máy thông dụng nhất trong nhóm máy tiện

Nó có lịch sử phát triển lâu đời và các nhà máy sản xuất máy tiện trên thế giới không ngừng cho ra đời những loại máy mới với mức độ hoàn chỉnh cao

Nhà máy sản xuất máy công cụ số 1 của nước ta đã sản xuất hàng loạt máy tiện ren vít vạn năng như: T620, T616, T630

Máy tiện ren vít vạn năng có thể gia công rất nhiều loại chi tiết, nhưng chủ yếu

là loại chi tiết có bề mặt tròn xoay và cắt ren

Máy tiện ren vít vạn năng có nhiều loại, nhiều cỡ nhưng nó có đặc điểm cơ bản giống nhau Do đó, ta chỉ cần đi sâu vào một vài máy để có thể hiểu được nhiều kiểu máy khác

6- ụ động 13- Bánh răng thay thế 7- Tủ điện

Sau đây ta đi tìm hiểu cấu tạo một số bộ phận cơ bản:

Thân máy là một loại chi tiết quan trọng, trên đó lắp tất cả những bộ phận chính yếu của máy, bộ phận quan trọng nhất của thân máy là sống trượt Trên sống trượt lắp những bộ phận máy có thể di động như ụ động, giá đỡ, hộp xe dao Kết cấu thân máy rất đa dạng như một số loại sau:

Hộp trục chính của máy tiện bao gồm cả hộp tốc độ để thực hiện tất cả các cấp vận tốc cần thiết của trục chính Một số máy tiện, hộp tốc độ được hình thành một hộp riêng và đặt dưới thân máy Trong trường hợp này, hộp trục chính chỉ còn lại các cơ cấu của trục chính gọi là ụ trục chính

Bộ phận quan trọng nhất của hộp trục chính là trục chính và những ổ trục của trục chính

Kết cấu trục chính ở (Hình 2.4) có ổ trục phía trước là ổ trượt và ổ trục phía sau dùng ổ lăn

Nhiệm vụ của trục chính là định tâm, định vị chi tiết gia công, đồng thời truyền lực từ động cơ điện, qua hộp tốc độ đến chi tiết gia công để tạo nên vận tốc cắt Trục chính thường rỗng để có thể đưa phôi thanh qua trục chính Đầu trước của trục chính có phần ren để lắp mâm cặp và bên trong có lỗ côn để đặt mũi tâm

Mâm cặp là một bộ phận của máy tiện lắp trên phần có ren ở đầu trước trục chính, dùng để kẹp chặt và truyền mômen xoắn cho phôi Mâm cặp của máy tiện có thể phân thành hai loại chính: Loại không tự định tâm, loại tự định tâm

Mâm cặp 4 vấu là loại mâm cặp không tự định tâm có 4 vấu cặp, mỗi vấu có thể di động độc lập nhau Mâm cặp không tự định tâm chủ yếu dùng để kẹp chặt những chi tiết gia công có hình dạng không đối xứng hay khi cần gia công chi tiết lệch tâm Kết cấu của nó được thể hiện trên (Hình 2.5)

Thường có 3 vấu cặp di động hướng tâm hay xa tâm cùng một lúc với nhau Loại này thường dùng để kẹp những vật hình trụ tròn xoay Một loại kết cấu của nó

được trình bày trên (Hình 2.6)

Ba vấu 1 của mâm cặp trượt trong các rãnh hướng tâm của thân 2 Các vòng rãnh xoắn ở vấu cặp ăn khớp với răng xoắn của đĩa răng côn lớn 3 Phía sau đĩa 3 có răng côn ăn khớp với các bánh răng nhỏ 4 Khi tra khoá vào lỗ vuông (ở bánh răng nhỏ 4) và xoay cùng chiều hay ngược chiều kim đồng hồ, các vấu cặp sẽ vào hoặc ra

đồng thời thực hiện việc kẹp chặt

Gá trên mâm cặp 3 vấu tự định tâm thường dùng để gia công những chi tiết ngắn, chiều dài chi tiết l < 5d Phương pháp gá đặt này có thể gia công được mặt ngoài, mặt trong, xén mặt đầu hoặc cắt đứt Phương pháp gá đặt này đơn giản nhưng năng suất không cao và độ chính xác tự định tâm thấp

Ngoài ra còn có loại mâm cặp: Mâm cặp hoa mai, mâm cặp chuyên dùng (kiểu ống kẹp, kiểu con lăn, mâm cặp từ tính), mâm cặp 2 vấu

trục trượt (Tailstock Spindle) mà nó được hoạt động bởi một tay quay (Hand Wheel)

và được khoá vào trong vị trí bằng một cần kẹp trục quay (Lock Level) Trục quay

được khoét lỗ để đưa một trục côn Morse tiêu chuẩn vào ụ động gồm có một phần

ở phía trên và phần ở phía dưới thấp và có thể được điều chỉnh để tạo nên các chi tiết côn bằng cách vặn các vít điều chỉnh ở trong phần thân máy (Set Over Screw)

Giá đỡ dùng để đỡ chi tiết, có đường kính quá nhỏ so với chiều dài khi gia công Giá đỡ của máy tiện thường có hai loại:

- Loại lắp cố định trên thân máy

- Loại có thể di động cùng với bàn dao trên thân máy

Thường dùng để gia công những chi tiết có kích thước tương đối lớn và cần phải gia công ở mặt đầu như: Khoan lỗ tự định tâm

Giá đỡ cố định được gá cố định trên băng máy, có độ cứng vững cao, sau khi gá đặt chi tiết vào giá đỡ, người ta khoá chặt nhờ cơ cấu kẹp 8 và điều chỉnh bằng ren vít các vấu của giá đỡ (các con lăn 7) sao cho trùng với tâm của chi tiết sau khi gá đặt Bề mặt của chi tiết chỗ tiếp xúc với các vấu của giá đỡ thường được gia công sơ bộ trước để đảm bảo độ đồng tâm khi gá đặt Để giảm bớt ma sát có thể dùng giá

Giá đỡ di động được dùng để đỡ các chi tiết nhỏ hơn, nó được gá đặt trên bàn dao, tuy độ cứng vững thấp hơn giá đỡ cố định nhưng đỡ chi tiết tốt hơn do gá gần dao cắt là nơi chịu lực cắt lớn nhất

Giá đỡ di động kép dùng để đỡ các trục dài, yếu Các vấu giá đỡ có thể là chốt

1 hoặc con lăn 2 Các vấu của giá đỡ có thể là gá trước hoặc sau vị trí của dao cắt Gá trước dao cắt khi trục đã qua gia công, còn gá sau dao cắt thường dùng khi tiện trục trơn

Bàn dao là bộ phận máy lắp trên hộp xe dao và di trượt trên thân máy Bàn dao

có nhiệm vụ kẹp chặt dao và truyền chuyển động dọc, chuyển động ngang tới dao Bàn dao có những bộ phận chính sau:

Chạy dao công tác: Qua bàn xe dao làm quay bánh răng 13 Bánh răng 13 then bán nguyệt với vít me 2 Khi vít me 2 quay đai ốc 3 mang cụm bàn dao ngay trên chuyển động tịnh tiến đưa dao thực hiện chạy ngang (để thuận cho thói quen điều khiển, tay quay 11 quay thuận, bàn dao tiến vào và ngược lại thì vít me đai ốc ở đây phải dùng ren trái)

Bàn trượt 8 mang bàn kẹp dao có thể chuyển động vuông góc với bàn dao ngang theo đường dẫn hướng “mang cá” 9 Cả khối bàn dao trên 6 có thể quay một phạm vi góc độ nào đó (để tiện côn bằng quay bàn dao trên) Muốn vậy phải nới đai

ốc kẹp 7 quay rồi lại kẹp chặt Khi vít me đai ốc mòn cần khử khe hở dịch chuyển cả hai chiều thì điều chỉnh bằng chêm thông qua bulông 5

Chương 3 Thiết kế hộp tốc độ của máy tiện ren vít vạn năng

theo mẫu máy t18a

Hộp tốc độ là một bộ phận quan trọng của máy cắt kim loại dùng để thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Truyền công suất từ động cơ điện đến trục chính

- Đảm bảo phạm vi điều chỉnh cần thiết cho trục chính hoặc trục cuối cùng của hộp tốc độ với công bội j và số cấp vận tốc Z yêu cầu

- Đảm bảo những chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật tối ưu cho phép: Kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, kết cấu có tính công nghệ cao, làm việc chính xác, an toàn, sử dụng bảo quản dễ dàng

Từ các thông số cơ bản Rn, j, Z, ta có thể thực hiện được nhiều phương án về kết cấu của hộp tốc độ với cách bố trí số vòng quay, số trục, hệ thống bôi trơn, điều khiển rất khác nhau Do đó, ta cần phải lựa chọn phương án thích hợp nhất dựa vào các yêu cầu sau đây

Khi gia công các chi tiết có kích thước vật liệu khác nhau, yêu cầu kỹ thuật khác nhau, điều kiện chế tạo khác nhau Người ta dựa vào lý thuyết cắt gọt, lý thuyết

về năng suất máy để xác định giới hạn tốc độ cắt Vmin, Vmax cho từng máy Hộp tốc

độ phải bảo đảm có các giá trị biến đổi thích hợp trong phạm vi điều chỉnh tốc độ

Rn Các giá trị này tạo thành chuỗi vòng quay của trục chính

Lực cắt tác dụng lên trục chính của máy theo công thức trong nguyên lý cắt gọt kim loại Muốn xác định lực cắt phải tính đến kích thước vật liệu của các chi tiết trong hộp Hộp tốc độ phải đảm bảo cho các chi tiết tham gia vào việc thực hiện

truyền động, phải đầy đủ độ bền, độ cứng vững để đảm bảo truyền động chính xác nhất là đối với trục chính

Khi gia công các chi tiết khác nhau tốc độ cắt và lực cắt phải phù hợp với đẳng thức: P1.V1 = P2.V2 = const

Điều khiển tốc độ phải thuận tiện, dễ dàng, an toàn Tránh tình trạng hộp tốc

độ không làm việc được do hành trình gạt không đủ, thiếu bôi trơn, khoá hóc Tận dụng mọi điều kiện để hộp tốc độ làm việc với hiệu suất cao nhất Muốn thế phải nâng cao chất lượng chế tạo các chi tiết trong hộp tốc độ, kết cấu của hộp tốc độ phải đơn giản, xích truyền động phải hợp lý để đạt hiệu suất truyền động cao (80 á

90%)

Ngoài ra hộp tốc độ còn có các yêu cầu sau:

- Truyền động êm, ít sinh ra tiếng ồn, rung động và gõ đập

- Cơ cấu phải dễ dàng tháo lắp, điều chỉnh và sửa chữa

- Điều khiển phải nhẹ nhàng và an toàn

Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế hộp tốc độ máy tiện ren vít vạn năng theo các thông số sau:

- Số cấp tốc độ của trục chính hộp tốc độ là: Z = 18

- Số vòng quay bé nhất của trục chính: nmin = 45 vòng/ phút

- Số vòng quay lớn nhất của trục chính: nmax = 2240 vòng/ phút Theo thực nghiệm

3 max

0 3 max = =

max max

7

1 3

1 max max = t = =

2240 45

n t (v/ f) [4, trang 31, công thức (II- 31)]

4 , 69 1000

5 , 119 185 14 , 3 1000

c

2 , 2 61200

4 , 69 1935 61200

2 ,

Trọng lượng (kg)

78 , 49 45

2240

1 min

-n n

1 18

=Z-

-n R

Chọn j = 1,26 [4, trang 127, bảng 6.3]

Dựa vào bảng tiêu chuẩn hoá chuỗi vòng quay của máy cắt kim loại [9, trang

27, bảng II-2] Như vậy chuỗi số vòng quay hộp tốc độ lần lượt là: 45; 56; 71; 90; 112; 140; 180; 224; 280; 355; 450; 560; 710; 900; 1120; 1400; 1800; 2240

i i

Pi- Số tỷ số truyền của nhóm truyền thứ i tạo thành xích tốc độ trong sơ đồ

di trượt nhiều bậc, để bảo vệ khi gạt vào khớp hay ra khớp

+ Cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp tốc độ: Ly hợp ma sát, bánh răng nghiêng, phanh, bơm dầu, bánh đà,

Dựa vào (Bảng 3.2.) ta chọn phương án không gian Z = 18 = 3x3x2

Một phương án không gian có n! phương án thứ tự khác nhau Trong phương

án không gian Z = 18 = 3 x 3 x 2 có n! = 1 x 2 x 3 = 6 phương án thứ tự khác nhau

Để có thể đánh giá các phương án thứ tự và lựa chọn một phương án thứ tự hợp

lý nhất ta cần lập bảng để chọn lưới kết cấu với j = 1.12 và jXimaxÊ 8

Qua (Bảng 3.3 có phương án thứ tự thoả mãn jXimax Ê 8 là phương án thứ tự

là I-II-III

Lưới kết cấu là loại sơ đồ biểu thị mối quan hệ về kết cấu của các nhóm truyền

động trong hộp tốc độ Từ đó ta có thể thấy được số nhóm truyền động, mối quan hệ giữa các nhóm truyền động Một phương án thứ tự tốt là phương án thứ tự có phạm

vi điều chỉnh tỷ số truyền trong nhóm truyền động nằm trong giới hạn cho phép Lượng mở cũng như các tia đặc trưng cho tỷ số truyền thay đổi từ từ, tạo thành lưới kết cấu có hình rẽ quạt

Nhược điểm cơ bản của lưới kết cấu là không biểu diễn các tỷ số truyền thật, các trị số vòng quay thật trên các trục Nên ta không tính ra truyền dẫn thực của hộp tốc độ để đánh giá toàn diện chất lượng của phương án đã cho Vì thế phải vẽ đồ thị

số vòng quay của hộp tốc độ

PAKG 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 PATT I II III I III II III II I

Số đặc tính nhóm [Xi] [1] [3] [9] [1] [6] [3] [6] [3] [1]

Lưới kết cấu nhóm

Lượng mở

jXmax j9 = 1.269 = 8 j12 = 1.2612 = 16 j12 = 1.2612 = 16