Điều Chỉnh Máy Tự Động Và Bán Tự Động _ www.bit.ly/taiho123

Trong trường hợp việc chia như vậy lμm giảm chất lượng gia công thì cần bố trí một nguyên công gia công lần cuối do một dụng cụ thực hiện trên một hμnh trình chung.. Khi thμnh lập qui tr

http://www.ebook.edu.vn

chương III "Điều chỉnh máy tự động vμ bán tự động"

I Sơ đồ gia công và những đặc điểm khi thiết kế qui trình công nghệ trên máy tự động và bán tự động

Để gia công các chi tiết trên các máy tự động vμ bán tự động, cần phải: - tính toán điều chỉnh máy, chế tạo hoặc chọn các cam vμ các thiết bị gá lắp chuyên dùng khác, thực hμnh điều chỉnh máy Việc thiết kế qui trình công nghệ có những đặc điểm riêng (thể hiện trên sơ đồ gia công) dưới đây: 1- Lμm trùng tới mức tối đa các nguyên công lμm việc vμ chạy không Tăng số lượng các dụng cụ cắt lμm việc đồng thời Không lμm trùng các nguyên công gia công tinh với gia công thô (trừ trường hợp việc lμm trùng nμy không lμm giảm chất lượng bề mặt gia công)

2- Các bề mặt ngoμi có dạng hình trụ được thực hiện bằng cách tiện ngoμi bằng các dao tiện gá đặt theo hướng kính, hoặc theo tiếp tuyến

3- Tiện các bề mặt định hình chính

xác cần thực hiện bằng hai dao - dao tiện

thô vμ dao tiện tinh, nhằm tăng tuổi bền

của dao

Dao tiện định hình thường được gá ở

các bμn dao ngang

4- Khi cắt đứt: để trên mặt bên của

chi tiết không để lại phần thừa, ta lμm

lưỡi cắt trước của dao nghiêng đi một góc

nμo đó về phía chi tiết được cắt Như vậy

khi chạy dao ngang thì đỉnh đầu dao sẽ

df

(theo hướng kính) bằng dao rộng bản (theo tiếp tuyến)

cắt hết đến tận đường tâm của chi tiết, chi tiết sẽ rơi xuống, còn phần thừa nhô ra có dạng hình côn sẽ còn lại trên mặt bên của phần phôi thanh Dao

sẽ chuyển động tiếp để cắt một phần còn lại nμy

5- Trước khi khoan các lỗ nhỏ cần khoan lỗ định tâm, khi cần thiết có thể thực hiện vát mép lỗ đồng thời với lúc khoan lỗ định tâm

Khoan lỗ nhỏ vμ sâu cần thực hiện bằng một vμi lần chạy tiến - lùi dao để tạo điều kiện lμm nguội mũi khoan vμ thoát phoi Lần tiết dao thứ nhất khoan đạt chiều sâu bằng ba lần đường kính, lần thứ hai khoan thêm

độ sâu bằng hai lần đường kính, lần thứ ba thêm độ sâu bằng một lần đường kính lỗ gia công

Để giảm thời gian gia công vμ cải thiện điều kiện thoát phoi, khi khoan lỗ bậc trước tiên khoan lỗ có đường kính lớn, sau đó khoan lỗ có

8- Để đảm bảo độ đồng tâm cao giữa mặt ngoμi vμ mặt trong, cũng như giữa các mặt bậc của chi tiết, cần thực hiện nguyên công gia công lần cuối các bề mặt nμy trên cùng một vị trí

9- Việc bố trí các nguyên công giữa các bμn dao vμ các vị trí phải sao cho tạo nên được sự đồng đều về tải trọng vμ thời gian gia công trên mỗi vị trí gần bằng nhau Các nguyên công nặng thường được bố trí trước Ngoμi

ra các dụng cụ cắt phải bố trí sao cho các lực xuất hiện trong quá trình cắt

có thể cân bằng với nhau

10- Nếu không lμm giảm chất lượng gia công, có thể chia nguyên công dμi nhất thμnh nhiều phần vμ thực hiện trên hai hoặc ba vị trí Trong trường hợp việc chia như vậy lμm giảm chất lượng gia công thì cần bố trí một nguyên công gia công lần cuối do một dụng cụ thực hiện trên một hμnh trình chung

11- Cần kiểm tra để loại trừ khả năng va chạm giữa các dao, giữa các dụng cụ cắt, đặc biệt ở các nguyên công cùng lμm việc đồng thời

Khi thμnh lập qui trình công nghệ gia công cần phải chọn dụng cụ cắt, lựa chọn chế độ cắt, việc nμy được tiến hμnh theo các số liệu đã cho trong thuyết minh máy, hoặc theo các sổ tay chuyên dùng

II Nội dung các bước tính toán điều chỉnh

Việc tính toán điều chỉnh thường bao gồm các bước dưới đây:

1- Thiết kế qui trình công nghệ, bố trí các nguyên công trên các vị trí vμ các bμn dao của máy

2- Tính các chế độ cắt, xác định số vòng quay của trục chính vμ lượng chạy dao đối với từng dụng cụ cắt

3- Xác định hμnh trình lμm việc của các dụng cụ cắt

4- Xác định thời gian của từng bước công nghệ

5- Xác định thời gian của các chuyển động công tác vμ chuyển

động phụ

6- Tính năng xuất của máy

7- Tính các thông số của cam, xây dựng hình dáng cam, hoặc dựa vμo kết quả đã tính để chọn cam, trong số những cam tiêu chuẩn

có gửi kèm theo máy

2- Xác định số vòng quay của trục chính:

Sau khi đã tính toán các chế độ cắt gọt cho từng nguyên công theo các tμi liệu hướng dẫn của giáo trình "Nguyên lý vμ dụng cụ cắt" ta sẽ xác

định được số vòng quay của trục chính theo công thức:

{ K = n

n' }

n - số vòng quay tính toán của trục chính trong một phút

n' - số vòng quay trong một phút đòi hỏi đối với bước công nghệ tương ứng đã cho

3- Xác định hμnh trình lμm việc của dụng cụ cắt:

Hình trình lμm việc của dụng cụ cắt bao gồm chiều dμi của phần cần gia công vμ khe hở "a" (cần thiết để tránh sự va đập của dụng cụ cắt vμ phôi) Đối với các máy tự động một trục chính a = 0,3 ữ 1m Đối với các máy tự động nhiều trục chính a = 0,5 ữ 3mm

Hμnh trình lμm việc L phụ thuộc vμo từng bước công nghệ cụ thể Ví dụ:

tlv = L

S n ' (phút) (đối với một bước công nghệ

Khi thiết kế cam thì thời gian của hμnh trình lμm việc của mỗi bước công nghệ lại được đánh giá baừng số vòng quay của trục chính đã thực hiện trong khoảng thời gian đó, khi trục chính quay với tốc độ như tốc độ

Đặt: nl.v.i = tl.v ì n lμ số vòng quay của trục chính đã quay trong khoảng thời gian hμnh trình lμm việc của dụng cụ cắt, ứng với bước công nghệ thứ i nμo đó

Ta có: { nl.v.i = L

S K + Δ nl.v } Với bước công nghệ mμ có n' = n thì K = 1

Khi đó { nl.v.i = L

S + Δ nl.v } Chú ý: Đại lượng Δ nl.v lμ số vòng quay của trục chính thực hiện khi dụng cụ cắt dừng lại ở cữ chặn cuối hμnh trình, chỉ lấy trong trường hợp xét

ra cần tiết (Δ nl.v = 2 ữ 5 vòng) Đối với các máy điều khiển bằng cam thùng thì không cần tính đến giá trị Δ nl.v

5- Xác định thời gian gia công chi tiết vμ năng suất của máy:

Khi tính toán thời gian gia công chi tiết, ta chỉ tính các chuyển động công tác vμ chuyển động phụ của các bμn dao, các cơ cấu mμ thời gian thực hiện của chúng không bị trùng với thời gian thực hiện các chuyển động khác (không bị phủ)

Tổng số vòng quay của trục chính cần thiết để thực hiện tất cả các hμnh trình công tác của các bước công nghệ sẽ lμ:

n - số vòng quay tính toán của trục chính trong 1 phút

+ Thời gian thực hiện các chuyển động phụ:

Phụ thuộc vμo truyền dẫn điều khiển:

+ Đối với các máy tự động Rêvonve có trục phụ, thời gian thực hiện các chuyển động phụ có thể tính theo công thức:

{ tphụ = tK + mtq + tl } (giây)

tK - thời gian phóng vμ kẹp phôi

tq - thời gian một lần quay đầu Rêvonve (theo lý lịch máy)

m - số lần quay đầu Rêvonve trong một chu kỳ gia công, không trùng

n

360 }

αff - góc quay của trục phân phối khi quay nhanh (thường lấy αff

= 1; 180o ữ 270o)

nff - số vòng quay của trục phân phối trong một phút khi quay nhanh

+ Vậy số vòng quay của trục chính khi thực hiện tất cả các chuyển

T = n

n

chukỳ tínhto n

tínhto n chukỳ

á

(chiếc/phút)

Chú ý: Những tính toán ở trên cũng có thể thay đổi đôi chút tuỳ theo

những điều kiện cụ thể của việc điều chỉnh máy

III Tính toán thiết kế cam:

A Cam đĩa:

1- Phương pháp xây dựng biên dạng cam:

Đối với mỗi máy tự động vμ các bμn dao của máy đó đều có các

đĩa - phôi xác định Để thuận lợi cho việc thiết kế vμ xây dựng biên dạng

cam, trên mỗi đĩa phôi đều chia thμnh 100 phần bằng nhau Góc quay của

cam ứng với một bước công nghệ nμo đó sẽ được đánh giá bằng số vạch

chia mμ trên đó cam đã quay Vạch số 0 được lấy trùng với đường tâm của

lỗ định vị cam Để xây dựng biên dạng cam ta cần biết: bán kính ban đầu

xuất phát (Ro) vμ kết thúc (R) cũng như số vạch chia thuộc phần biên dạng

cam đó Để chuyển động được đều đặn biên dạng cam ở phần hμnh trình

công tác có dạng đường cong Ac-ci-met

+ Phương pháp xây dựng biên dạng cam trong hμnh trình công tác

lăn trên đầu cần ở vị trí ban đầu

vμ kết thúc của biên dạng cam

trong hμnh trình công tác

Bây giờ ta lại chia cung m1m5 thμnh nhiều phần bằng nhau tuỳ ý (số phần cμng nhiều, biên dạng cμng chính xác) Giá dụ ta chia thμnh 4 phần bằng nhau Từ các tâm trên vòng tròn bán kính R1 ta vẽ các cung m2m2 ,

m3m3 , m4m4 với bán kính r Tiếp đó từ 0 với bán kính 0 ữ 6 ta vẽ vòng tròn

đến cắt cung m5m5 tại điểm 1 Ta lại chia đoạn cung 1 ữ 5 (nằm trên cung

m5m5 ) thμnh 4 phần bằng nhau, ta được các điểm 2, 3, 4

Từ tâm 0 với bán kính 0 ữ 4 ta vẽ vòng tròn đến cắt cung m4m4 tại

điểm 9 Sau đó với bán kính 0 ữ 3 ta cũng vẽ tương tự đến cắt cung m3m3 tại

điểm 8 vμ v.v

Các điểm 7, 8, 9 lμ các vị trí trung gian của tâm con lăn Từ các điểm nμy vẽ các vòng tròn có bán kính bằng bán kính con lăn Kế đó ta vẽ đường cong đều đặn tiếp xúc với các vòng tròn nμy, ta sẽ có biên dạng phần công tác của cam

+ Dưới đây lμ phương pháp xây dựng biên dạng cam tuy kém chính xác, song lại đơn giản vμ thuận tiện hơn

1 4 3 2 5

Cũng tương tự như ví dụ

trên Thoạt đầu ta chia m1m1 thμnh

phần bằng nhau Qua các điểm m1 ,

bán kính 0 ữ 5 tại điểm 1 Chia đoạn

1 ữ 5 thμnh các phần bằng nhau (Ví dụ ta chia thμnh 4 phần, cũng như chia cung m1m5) , ta sẽ có các điểm 2, 3, 4 Vẽ vòng tròn bán kính 0 ữ 4 cắt

m4m4 tại điểm 9, vẽ vòng tròn bán kính 0 ữ 3 cắt m3m3 tại điểm 8, v.v

Nối các điểm 6, 7, 8, 9 vμ 5 bằng đường cong đều đặn, ta sẽ được biên dạng cam cần thiết (với mức độ không cần chính xác cao)

Khi cắt ren, để ren không bị đổ về một phía, thì khi tiến hμnh cắt chuyển động của bμn dao cần chậm hơn chuyển động của dụng cụ cắt đôi chút; khi tháo dụng cụ cắt thì chuyển động của bμn dao lại nhanh hơn chuyển động của dụng cụ cắt đôi chút Muốn vậy ta phải điều chỉnh lại đôi chút biên dạng cam

Ta giả thiết phần biên dạng cắt ren nằm giữa các vạch m1 vμ m2 , trong giới hạn bán kính Ro vμ R Trên phần m2m3 sẽ thực hiện tháo ren Bằng phương pháp thông

thường ta xây dựng được biên

dạng CAD Sau đó để điều chỉnh,

từ điểm A ta lấy về phía tâm 0

5

1

4 3 2

R A

động chậm dần đều Để thoả mãn điều kiện nμy biên dạng có dạng lμ

đường Parabôn Để nhanh chóng vμ thuận lợi trong quá trình tiến dao vμ

- Phần trên của dưỡng dùng

cho cam đầu Rêvonve

- Phần dưới: dùng cho cam

sắp theo một trật tự vμ có mối quan

hệ xác định với nhau Cam được chia thμnh 100 vạch đều nhau Mỗi đường cong biên dạng của mỗi bước công nghệ được xây dựng trên một góc quay của cam bằng số lượng các vạch chia của cam tương ứng với bước công nghệ đó

- Riêng đối với đầu Rêvonve, nếu số vạch chia để chuyển đổi đầu quá nhỏ thì con lăn nhiều khi không còn có chỗ lăn để chuyển từ phần lμm việc nμy sang phần lμm việc khác Do đó căn cứ vμo thời gian gia công xong một chi tiết vμ kinh nghiệm thực tế, người ta xây dựng bảng tra cứu "Số vạch chia trên cam đối với các công việc phụ" (các chuyển động phụ)

- Nếu ta gọi Uphụ lμ tổng số vạch chia trên cam cần thiết để thực hiện tất cả các chuyển động phụ, thì số vạch chia còn lại để thực hiên jcác chuyển động công tác sẽ lμ : (100 - Uv) vạch

Khi đó số vòng quay của trục chính tương ứng với một vạch chia của hμnh trình công tác sẽ lμ:

q = n

U

v f

R=75

Tiến vμo Tiến vμo

Tiến vμo T > 60gy

R = 120

Lùi xa

Lùi xa

Tiến vμo Tiến vμo

Tiến vμo

T = 8 ữ 60gy

Nếu ở cuối hμnh trình đầu Rêvonve dừng lại cách đầu sanga (mặt 1

cố định) một khoảng Lmin thì bán kính của cam ở cuối hμnh trình sẽ lμ: R

= Rmax vμ ở đầu hμnh trình lμ: Ro = Rmax - L ì 1

i

r

1 lμ tỷ số truyền của cơ cấu tay đơn truyền dẫn

L - lμ chiều dμi hμnh trình công tác của dụng cụ cắt

Lmin - cho trong lý lịch máy

Trường hợp tổng quát: đầu Rêvonve thường dừng lại cách mặt 1 một khoảng L = Lmin + ΔL Khi đó bán kính cam ở đầu vμ cuối hμnh trình công tác sẽ lμ:

Các phần rãnh cam có dạng đường xoắn vít sẽ được thể hiện thμnh các đoạn thẳng

xoắn thuộc phần nμy

αn lμ góc quay của cam cho toμn bộ hμnh trình;

αp lμ góc quay của cam ở phần chạy dao công tác

Góc nâng của đường xoắn vít trên phần chạy dao tiến vμo vμ lùi sao nhanh thường lấy trong giới hạn:

β = 30oữ 45o ; ϕ = 55o ữ 60o Góc nâng γ được xác định phụ thuộc vμo giá trị lớn nhất của hμnh trình công tác h mμ ta đã chọn

Góc quay αn đối với các máy có kết cấu khác nhau thường lấy trong giới hạn 120o ữ 240o

Giá trị lượng chạy dao của bμn dao khi điều khiển bằng cam trụ cũng

được tính tương tự như truyền dẫn của vít me - đai ốc

ht

360 =

vậy: tb = 360

o p

α b hoặc: tb = πD tgγ

- D : lμ đường kính của tang quay (mm)

Dưới đây lμ ví dụ về hình khai triển cam bμn dao dọc của máy tiện tự

động, bán tự động nhiều trục chính nằm ngang

Phần 1 lμ tiến vμo nhanh; phần 2 lμ chạy dao công tác; phần 5 lμ bμn dao dừng lại để lμm bóng; phần 4 lùi nhanh bμn dao; phần 3 bμn dao dừng lại ở vị trí ban đầu

Các rãnh cam ở nửa trái của hình khai triển đều có thể được thay thế; hình dáng biên dạng của chúng phụ thuộc vμo giá trị hμnh trình công tác đã cho, (do đó chúng được lμm dưới dạng các tấm hình trụ rồi ghép lại nên rất thuận lợi khi muốn thay thế), còn các tấm cam nằm ở nửa phải (180ophải) dùng để thực hiện các chuyển động phụ sẽ được dùng chung cho tất cả mọi trường hợp nên sẽ không cần phải thay đổi

Để giảm lực quán tính, biên dạng cam ở phần kiến vμo vμ lùi ra nhnah của bμn dao thường lấy theo dạng đường hình sin, song để đơn giản trong khi vẽ vμ chế tạo cho phép ta thay đường hình sin bằng các cung tròn nối tiếp với đường thẳng

phiếu điều chỉnh 1 trang

IV Ví dụ về điều chỉnh máy:

A Điều chỉnh máy tiện tự động Rêvonve

Ví dụ: Hãy tính toán điều chỉnh máy tiện tự động Rêvonve 1Đ140

để gia công chi tiết vít dưới đây:

Vật liệu thép 12:

Dphôi = 24 Cán tự động

1- Lập quy trình công nghệ gia công:

C

Hμnh trình lμm việc

2 11700

1 550

3 1280

4

52 o

Nguyên công 1:

- Phóng phôi đến gối tựa, sau đó

- Quay đầu Rêvonve

Nguyên công 2:

- Tiện ngoμi phần cắt ren M16x2

vát canh; quay đầu Rêvonve

- Tiện tinh bề mặt đường kính φ20

- Quay đầu Rêvonve vμ thay đổi

tốc độ vμ chiều quay của trục phôi

Nguyên công 6:

- Cắt ren M16x2 bằng bμn ren bắt

trên đầu Rêvonve Thay đổi tốc

độ vμ chiều quay, tháo bμn ren

56 24 62

94

+ +

Đầu Rêvonve

+ +

+ +

56 35,5 62

82,5

+ +

Đầu Rêvonve

3- Xác định số vòng quay của trục chính

Chọn số vòng quay khi tiện ngoμi lμm số vòng quay tính toán:

Vận tốc cắt thực tế sẽ lμ:

v1 = πdn

1000 =

314 24 8001000

+ Nguyên công 2: Tiện ngoμi phần cắt ren M16x2:

l2 = a + b2 = 0,5 + 24 = 24,5mm

- a: lμ phần khoảng cách để dao tiến vμo chậm tránh va đập

56 24 99

Đầu Rêvonve

+ +

+ Nguyên công 3: Tiện thô bề mặt φ20 (đến 20,5)

l3 = a + b3 = 0,5 + 14 = 14,5mm + Nguyên công 4: Tiện rãnh:

l4 = 0,5 + 0,5 (20,5-18); l4 = 1,75mm Cắt đứt sơ bộ vμ vát cạnh 1 x 45o lấy l'4 = 3mm

+ Nguyên công 5: Tiện tinh bề mặt φ20:

l5 = a + b5 + 0,5 = 0,5 + 11 + 0,5 = 12mm + Nguyên công 6: Cắt ren M16x2

l6 = t (m+2) = 2 (10 + 2 ) = 24mm + Nguyên công 7: Cắt đứt ở nguyên công 4 đã cắt đứt sơ bộ vμ vát cạnh 1 x 45o nên đường kính còn lại lμ φ22mm Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt;

B = 3mm

l7 = a + 0,5 d + c + 0,5 = 0,5 + 11 + 1 + 0,5 = 13mm Các giá trị hμnh trình lμm việc của dụng cụ cắt sẽ ghi vμo cột 2 của phiếu điều chỉnh

5- Xác định số vòng quay của trục chính cần thiết để hoμn thμnh xong mỗi bước công nghệ

Ta có công thức: nl.v.i = L

S K + Δnl.v

ở đây: K = 5 khi cắt ren

K = 1 đối với tất cả các bước công nghệ khác

Chọn Δn l.v = 0 vì không cần lμm bóng, nên dụng cụ cắt không dừng lại ở cữ chặn cuối cùng

+ Nguyên công 2: Tiện ngoμi: n2 = l2

3

0 05

S = = 60 vòng