Đồ Án Tốt Nghiệp Máy Và Hệ Thống Điều Khiển Số Theo Chương Trình 150 tc (CDIO) CHƯƠNG 4 ( Sách Giáo Trình)

Đồ Án Tốt Nghiệp Máy Và Hệ Thống Điều Khiển Số Theo Chương Trình 150 tc (CDIO)GỒM CÓ TỔNG CỘNG 12 CHƯƠNG:Chương 1: Đại cương về máy cắt kim loại.Chương 2: Máy tiệnChương 3: Máy khoan doaChương 4: Máy PhayChương 5: Máy gia công bánh răngChương 6: Máy màiChương 7: Máy chuyển động thẳngChương 8: Thiết kế máy cắt kim loạiChương 9: Máy điều khiển theo chương trình sốChương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệuChương 11: Hệ thống điều khiển máy NC và CNCChương 12: Nội suy trong hệ thống máy điều khiển số. Sau đây là chương :Chương 4: Máy PhayCuối chương còn có phần câu hỏi ôn tập. Giúp sinh viên hệ thống lại kiến thức của chương, giúp nhớ lâu hơn, kỹ hơn và vận dụng vào thực tiễn..Cuối chương còn có phần câu hỏi ôn tập. Giúp sinh viên hệ thống lại kiến thức của chương, giúp nhớ lâu hơn, kỹ hơn và vận dụng vào thực tiễn.

CHƯƠNG 4: MÁY PHAY

Mục tiêu chương 4: Sau khi học xong chương này, sinh viên có khả năng:

1 Phân tích các chuyển động tạo hình, công dụng và phân loại của máy phay;

2 Viết được phương trình xích tốc độ, xích chạy dao máy phay P82 dựa vào sơ

sơ đồ động

3 Phân tích nguyên lý hoạt động của cơ cấu điều chỉnh khe hở trục vitme trên máy P82.

4 Trình bày được công dụng và phân loại của đầu phân độ;

5 Tính toán bánh răng thay thế để thực hiện việc phân độ có dĩa chia, không dĩa chia.

4.1. CÁC CHUYỂN ĐỘNG VÀ SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC

4.1.1 Chuyển động tạo hình

Khi phay có hai chuyển động cơ bản:

- Dao phay quay tròn tạo nên chuyển động cắt chính, hình thành vận tốc cắt;

- Bàn máy mang phôi tịnh tiến tạo nên chuyển động chạy dao Chuyển động chạy

dao gồm chạy dao theo phương dọc, ngang và thẳng đứng Khác với các máy vạn

năng khác, chuyển động chạy dao được truyền từ một động cơ thứ 2 (Hình 4.1)

4.1.2 Sơ đồ kết cấu động học

Hình 4 1-Sơ đồ kết cấu động học máy phay

4.2. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI

Máy phay thường dùng để gia công một số dạng bề mặt sau:

- Mặt phẳng;

- Các bề mặt định hình: cam, cối dập, khuôn ép;

- Cắt ren vít trong và ngoài;

- Gia công bánh răng và dao cắt nhiều lưỡi cắt răng thẳng hoặc răng xoắn;

- Cắt rãnh thẳng hoặc rãnh xoắn

Hình 4 2-Công dụng của máy phay;

a-Phay mặt phẳng; b-Phay mặt định hình; c-Phay rãnh;

d-Phay dao cắt; e-Phay bánh răng

4.2.2 Phân loại

Có nhiều cách phân loại khác nhau:

- Về mặt kết cấu: máy phay đứng, máy phay ngang;

- Về tính năng: máy phay vạn năng, máy phay chuyên dùng, máy phaychuyên môn hóa;

- Về mặt điều khiển: cơ khí, chương trình số;

- Về công dụng: máy phay rãnh then hoa, máy phay ren vít vạn năng, máyphay chép hình, máy phay bánh răng

Hình 4 3-Một số loại máy phay;

a-Máy phay đứng; b-Máy phay giường;

4.3. MÁY PHAY NGANG VẠN NĂNG P82

4.3.1 Tính năng kỹ thuật

- Số cấp vòng quay trục chính 18: n = 30 ÷ 1500 v/ph

- Số cấp lượng chạy dao dọc và ngang: S d,n = 23,5÷1800 mm/ph

- Công suất động cơ chạy dao: N = 1,7 kW;

Hình 4 4-Máy phay vạn năng P82

4.3.2 Sơ đồ động máy phay ngang P82

Hình 4 5-Sơ đồ động máy phay vạn năng P82

36](III ).[3926

283718

47](IV ).[8238

19

71](V )=n tc(v / ph)

( 4 1 )

4.3.4 Phương trình xích chạy dao

Xích chạy dao bắt đầu từ động cơ 2 có n đc2 = 1420 v/ph, lần lượt qua các bộ bánh răng nằm trên trục (I) đến (VIII), từ đây chia ra các đường truyền khác nhau để thực hiện

chạy dao đứng, ngang, dọc

27](IV )

[2434

184021

37](V ) [ L1.40

4013

Hình 4 6-Sơ đồ xích chạy dao

- Xích chạy dao nhanh bắt đầu từ động cơ 2 trục I nối trực tiếp lên bánh răng lồng không Z = 57 ở trục V ăn khớp với bánh răng Z = 43 ở trục VI

Hình 4 7-Sơ đồ xích chạy dao nhanh

4.3.5 Cơ cấu hiệu chỉnh khe hở trục vit me

Hinh 4 1-Cơ cấu điều chỉnh khe hở trục vít me;

1-Bàn trượt ngang; 2-Đai ốc chính; 3-Đai ốc phụ; 4-Trục vít me;

5-Trục vít rỗng; 6-Đai ốc; 7-Bạc Trên bàn trượt ngang (1), ngoài đai ốc chính (2) còn có đai ốc phụ (3) Để thực hiện chuyển động dọc của bàn máy, vitme (4) vừa quay trong đai ốc (2) vừa quay trong ren của trục vít rỗng (5) có ren ở bên ngoài ghép với đai ốc phụ (3) Để ren trong trục vít rỗng (5) ốp sát với ren của vitme (4), đầu mút bên trái của vít rỗng có xẽ rãnh dọc Dùng đai ốc (6) di động bạc (7) sẽ ép mặt côn làm cho ren của trục vít rỗng bó sát vào ren của vitme.

Khi vitme quay theo chiều mũi tên, mặt trái của các ren vítme sẽ tì sát vào ren của đai

ốc (2) và vitme sẽ di động sang phải Cùng lúc, trục vít rỗng sẽ bị xê dịch về phía bên trái ép khít vào mặt của ren vitme Do đó khi phay thuận các vòng ren của đai ốc (2) sẽ ngăn cản sự

chuyển vị của vitme về bên phải

4.4. ĐẦU PHÂN ĐỘ CÓ DĨA CHIA

Phân độ độ là công việc chia vòng tròn chu vi hoặc góc ở tâm ra nhiều phần đều nhauhoặc không đều nhau

4.4.1 Công dụng và phân loại

- Phay các cạnh của khối đa diện như : đầu bulông, chuôi tarô, …

- Phay các rãnh trên các mặt đầu của chi tiết trụ hoặc côn như : rãnh trên daomặt đầu, rãnh trên đĩa li hợp, …

- Khoan lỗ trên mặt chi tiết dạng đĩa như khoan lỗ trên mặt bích, …

- Khắc vạch trên mặt trụ hoặc côn như vạch trên du xích, …

Đầu phân độ có nhiều loại khác nhau, có thể chia ra:

- Đầu phân độ quang học;

- Đầu phân độ trực tiếp;

- Đầu phân độ vạn năng

Hình 4 8-Đầu phân độ vạn năng

4.4.2 Phân độ có dĩa chia

4.4.2.1 Phân độ trực tiếp

Phương pháp phân độ trực tiếp, xích truyền động giữa trục vít và bánh vít cần đượccắt đứt Sau đó lắp dĩa phân độ trực tiếp lên trục chính và dùng tay quay quay dầu phân độ.Trong trường hợp này, góc quay của đĩa phân độ bằng với góc quay của trục chính

Số lỗ trong một vòng của đĩa phân độ thường dùng cho phương pháp này là 24 Độ

chính xác của phương pháp phân độ trực tiếp có thể đạt được ±5µm trên chu vi.

4.4.2.2 Phân độ gián tiếp

Phương pháp phân độ gián tiếp là sự truyền động từ tay quay đến trục chính thongqua sự ăn khớp của trục vít và bánh vít

Hình 4 9-Sơ đồ xích phân độ gián tiếp

Giả sử cần phân độ chi tiết thành Z phần Mỗi lần phân độ 1/Z phần, ta cần quay tay

quay một lượng n tq Ta có phương trình xích phân độ gián tiếp:

B – Số lỗ trên một vòng của dĩa chia.

Các giá trị của B trên dĩa chia hai mặt:

Ví dụ 2: Tính toán phân độ có dĩa chia với N = 40 để phân chi tiết thành Z = 32.

4.4.2.3 Phân độ vi sai

Trường hợp không thể chọn được dĩa chia có số lỗ thích hợp để phân độ gián tiếp,

người ta mới tiến hành phân độ vi sai Tức là chọn giả định một số Z’ gần bằng với Z cần

chia sao cho có thể chọn được dĩa chia có số lỗ thích hợp để tiến hành phân độ Điều nàylàm xuất hiện sai số, nên cần phải bù trừ sai số đó bằng cách nối đường truyền từ trục chínhxuống tay quay và dĩa chia

Cụ thể, phân độ vi sai được tiến hành qua hai bước:

- Bước 1: Chọn số Z x ≈ Z và tiến hành phân độ với Z x

- Bước 2: Tính toán bộ bánh răng thay thế để bù trừ sai số khi phân độ với

Khi:

 Z x < Z: Cần thêm bánh răng trung gian;

 Z x > Z: Không cần thêm bánh răng trung gian.

Hình 4 10-Sơ đồ xích phân độ vi sai

Ví dụ 3: Tính toán phân độ có dĩa chia với N = 40 để phân chi tiết thành Z = 63.

Không chọn được bánh răng thay thế với Z x = 62

- Chọn lại Z x = 64

n tq= N

Z x=

4064Mỗi lần phân độ quay 40 lỗ trên hàng lỗ 64

- Tính toán bộ bánh răng thay thế:

Vậy a =50, b=40, c=30, d=60 Thỏa mãn điều kiện ăn khớp:

c +d ≥ b+(15 ÷20 )r ă ng

4.4.2.4 Phân độ phay rãnh xoắn

Khi phân độ phay rãnh xoắn, có 4 chuyển động cơ bản:

- Chuyển động quay của dao;

- Chuyển động chạy dao;

- Chuyển động phân độ;

- Chuyển động quay của phôi: khi phôi quay một vòng, bàn máy tịnh tiến một

bước t p

Đặc biệt với dao phay đĩa modul, bàn máy phải xoay một góc β phụ thuộc vào rãnh

cần gia công xoắn phải hay xoắn trái

Hình 4 11-Sơ đồ cắt rãnh xoắn trên máy phay

Trong phần phân độ gián tiếp đã trình bày đầy đủ việc tính toán phân độ Phần nàyxin được phép không nhắc lại mà chỉ tập trung xây dựng công thức tính bộ bánh răng thaythế để gia công tạo rãnh xoắn

Hình 4 12-Sơ đồ xích phân độ phay rãnh xoắn

Chuyển động lấy từ trục vít me ngang có bước ren t x của bàn máy đến bộ bánh răng thay thế a, b, c, d để vào đầu phân độ đến trục chính.

Ví dụ 4: Tính toán đầu phân độ có dĩa chia để gia công bánh răng xoắn có β = 25o,

Chú ý: Việc gia công rãnh xoắn chỉ thực hiện được khi số đầu mối của rãnh xoắn khi

đưa vào tính toán phân độ có thể thực hiện việc phân độ mà không cần phân độ vi sai Dochạc và bộ bánh răng thay thế đã sử dụng để truyền động từ trục vitme bàn máy đến đầuphân độ

CÂU HỎI ÔN TẬP

1. Trình bày các chuyển động tạo hình của máy phay?

2. Máy phay có khả năng gia công được những dạng bề mặt nào ?

3. Cho sơ đồ kết cấu động học máy phay vạn năng P82 (Hình 4.5), thực hiện các yêu cầu sau:

- Vẽ sơ đồ kết cấu động học máy phay;

- Viết phương trình xích tốc độ của máy, tính số cấp tốc độ trục chính;

- Viết các phương trình xích chạy dao dọc, ngang, dứng, và phương trình xích chạy dao nhanh của máy

4. Phân tích nguyên lý làm việc của cơ cấu hiệu chỉnh khe hở trục vitme trong máy phay vạn năng P82.

5. Đầu phân độ có công dụng gì, có những loại đầu phân độ nào?

6. Tính toán đầu phân độ có dĩa chia (N=40) để phay bánh răng xoắn có Z = 75, m n =

2, sinβ = 0,25 trên máy phay vạn năng có bước ren trục vitme dọc t x = 6mm Chỉ sử dụng bánh răng thay thế trong bộ 4 và các bánh răng đặc biệt.

7. Tính toán đầu phân độ có dĩa chia (N=40) để phay phân chi tiết ra thành Z = 117 phần bằng nhau Biết dĩa chia có các hàng lỗ: 46, 47,49, 50, 53, 54, 57, 58, 59, 62,

66 Chỉ sử dụng bánh răng thay thế trong bộ 4.

8. Điều chỉnh đầu phân độ để gia công trục vít 3 đầu mối, xoắn trái, modul m = 2,3 trêm máy phay P82 Biết đầu phân độ có N = 40, dĩa chia có các hàng lỗ

24, 25, 28, 30, 34, 37, 39, 41, 42, 43, 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62, 66.c Chỉ

sử dụng bánh răng thay thế bộ 5 Trục vitme bàn máy có t x = 6mm.

9. Điều chỉnh đầu phân độ để gia công bánh răng có Z = 36, xoắn trái với góc xoắn β

= 30 0 , m = 3,5 trên máy phay P82 Biết đầu phân độ có N = 40, dĩa chia có các hàng lỗ: 24, 25, 28, 30, 34, 37, 39, 41, 42, 43, 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62, 66 Chỉ sử dụng bánh răng thay thế bộ 4 Trục vitme bàn máy có t x = 6mm.

10. Tính toán đầu phân độ không có dĩa chia (N=40) để phay bánh răng xoắn có Z = 75,

m n =2, sinβ=0,25 trên máy phay vạn năng có bước ren trục vít me dọc t x = 6mm Chỉ

sử dụng bánh răng thay thế trong bộ 4 và các bánh răng đặc biệt.

11. Tính toán đầu phân độ không có dĩa chia (N=40) để phay phân chi tiết ra thành Z =

123 phần bằng nhau Chỉ sử dụng bánh răng thay thế trong bộ 4

BÀI ĐỌC THÊM: ĐẦU PHÂN ĐỘ KHÔNG DĨA CHIA

A Phân độ đơn giản

Phương trình truyền động khi phân độ đơn giản:

Trong đó: a, b, c, d - Số răng của các bánh răng thay thế;

i vs – Tỉ số truyền của cơ cấu vi sai, trong phân độ đơn giản Z 1 đứng yên,

Hình 4 13-Sơ đồ xích phân độ đơn giản

B Phân độ vi sai

Hình 4 14-Sơ đồ xích phân độ vi sai

Các bước tính toán khi phân độ vi sai ở đầu phân độ không dĩa chia gần giống vớiđầu phân độ có dĩa chia Cụ thể:

- Bước 1: Chọn Z x ≈ Z và tính toán bánh răng thay thế a, b, c, d

 Z x < Z: Cần thêm bánh răng trung gian;

 Z x > Z: Không cần thêm bánh răng trung gian.

C Phân độ phay rãnh xoắn

Phương trình truyền động khi phay rãnh xoắn:

Với Z1 = Z2 = Z3 = Z4, suy ra:

Hình 4 15-Sơ đồ xích phân độ phay rãnh xoắn