Tính toán thiết kế máy phay trên cơ sở máy phay nằm vạn năng 6h82

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại trên thế giới đã ra đời nhiều loại máy công cụ hiên đại, ứng dụng thành tựu của công nghệ thông tin tạo nên máy những máy tự động, l

Bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà x hội chủ nghĩa việt nam.ã hội chủ nghĩa việt nam.

Trờng đạI học bách khoa Độc lập - Tự do – Hạnh phúc.

hà nội.

nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp

Khảo sát máy phay 6H82 và thiết kế máy mới

2 Các số liệu ban đầu :

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :

Tổng quan chung về máy phay 6H82 :

- Công dụng, vai trò và vị trí của máy phay trong phân xởng cơ khí

- Các dạng máy phay và khảo sát một số loại máy phay công xôn

- Quá trình cắt kim loại của máy phay

- Các thành phần của lớp kim loại bị cắt khi phay

- Các thành phần lực cắt khi phay và công suất cắt hiệu dụng

- Chọn chế độ cắt hợp lí

Phân tích máy phay cỡ trung

- Nghiên cứu hộp tốc độ máy phay 6H82

- Nghiên cứu hộp chạy dao máy phay 6H82

Tính toán thiết kế động học của máy mới :

- Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ

- Tính toán thiết kế động học hộp chạy dao

Thiết kế hệ thống điều khiển

Tính toán sức bền của một số chi tiết trong máy phay mới

4 Các bản vẽ trên khổ A 0 :

+ Sơ đồ động máy phay

+ Bản vẽ khai triển hộp tốc độ

+ Bản vẽ khai triển hộp chạy dao

+ Bản vẽ cắt đIều khiển hộp chạy dao

+ bản vẽ cắt hệ thống đIều khiển hộp tốc độ

+ Bản vẽ cắt hệ thống đIều khiển hộp chạy dao

+ Bản vẽ cắt khai triển hệ thống đIều khiển hộp tốc độ

5 Cán bộ hớng dẫn : Tiến sỹ Bùi Quý Lực

6 Ngày giao nhiệm vụ thiết kế :

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ :

Ngày tháng năm 2003

Chủ nhiệm khoa Cán bộ hớng dẫn

(Ký tên và ghi rõ họ tên ) (Ký tên và ghi rõ họ tên )

Kết quả đánh giá : Học sinh đ hoàn thànhã hội chủ nghĩa việt nam.

Quá trình thiết kế :……… ( và nộp toàn bộ bản vẽ thiết kế cho khoa)

Điểm uy :………… Ngày tháng năm 2003

Bản vẽ thiết kế :………… (Ký tên) Ngày tháng năm 2003 Chủ tịch hội đồng

(Ký tên và ghi rõ họ tên )

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

nhận xét của giáo viên duyệt đọc ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

lời nói đầu

Trong giai đoạn hiện nay, nớc ta đang tiến hành công cuộc hiện đại hoá các ngành công nghiệp Đóng góp vào sự phát triển chung đó, ngành cơ khí, một ngành chủ lực là nền tảng cơ bản cho mọi ngành khác phát triển, cũng

đang cố gắng nghiên cứu cải tiến công nghệ kỹ thuật, hiện đại hoá nhằm góp phần thúc đẩy nhanh sự phát triển của đất nớc

Nói đến ngành cơ khí thì máy công cụ đóng một vai trò rất quan trọng

để sản xuất ra các chi tiết, chế tạo nên các máy phục vụ trực tiếp cho các ngành công nghiệp khác Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại trên thế giới đã ra đời nhiều loại máy công cụ hiên đại, ứng dụng thành tựu của công nghệ thông tin tạo nên máy những máy tự động, linh hoạt, những máy chuyên dùng thì máy công cụ vạn năng vẫn chiếm một phần lớn đáng kể trong ngành công nghiệp chế tạo Đặc biệt là đối với những nớc đang phát triển nh nớc ta thì việc sử dụng các máy công cụ vạn năng kết hợp cới các đồ gá chuyên dùng vẫn đang đợc sử dụng phổ biến rộng dãi có hiệu quả

Là sinh viên khoa cơ khí - Cơ tin kỹ thuật Trờng ĐHBK-Hà Nội chúng

em đợc giao đề tài tốt nghiệp '' Tính toán thiết kế máy phay trên cơ sở máy phay nằm vạn năng 6H82" Với thời gian là 3 tháng, đợc sự hớng dẫn chỉ bảo tận tình của các thầy trong khoa, đặc biệt là TS - Bùi Quý Lực chúng em đã hoàn thành đợc đồ án tốt nghiệp của mình

Trong phần thuyết minh chúng em xin đợc trình bày các phần nh sau:

- Tổng quan chung về máy phay

- Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ

- Tính toán thiết kế động học hộp chạy dao

- Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển

- Tính toán trục chính và tính kiểm nghiệm sức bền của một số chi tiếtmáy quan trọng.

Với thời gian và trình độ có hạn, do tính chất phức tạp của công việctính toán, hơn nữa đây lại là đề tài thiết kế đầu tay nên không thể tránh khỏinhững thiếu sót Chúng em rất mong đợc sự giúp đỡ đóng góp của các thầy.Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong khoa Cơ khí Trờng ĐHBK HàNội, đặc biệt thầy TS - Bùi Quý Lực đã trực tiếp hớng dẫn giúp đỡ chúng emhoàn thành đồ án này

Hà Nội, ngày 20 tháng 9 năm 2003

Sinh viên :

Nguyễn Văn Sơn Vũ Thị Xuân

Phần mở đầu Tổng quan chung về máy phay

Phần mở đầu Tổng quan chung về máy phay

PHÂN XƯởng cơ khí

I.1 : công dụng máy phay

Máy phay là loạI máy đợc dùng phổ biến và có khả năng công nghệ tơng đối rộng rãi Cụ thể:

+ Phay mặt phẳng bằng các loại dao phay hình trụ ,dao phay mặt đầu ,dao phay quay … Có thể gia công các loại mặt phẳng nh :

+ Phay bậc,phay rãnh ,cắt đứt một phần và cắt đứt chi tiết Phay rãnh ,phay then hoa bằng các loại dao phay đĩa ,dao phay ngón ,dao phay mặt đầu Ngoài ra,còn dùng tổ hợp dao phay đĩa để gia công một nhóm chi tiết giống nhau có hai bậc,hai hoặc nhiều rãnh …

+ Phay rãnh định hình , rãnh chữ T và rãnh đuôI én Rãnh định hình gồm các loạI sau:

+ Phay mặt định hình đợc tạo thành từ các mặt cơ sở nh : mặt trụ ,mặt côn Các loại mặt định hình gồm có:

o

o 1

i.2 :VAI TRò MáY PHAY

Trong các nhà máy và phân xởng cơ khí máy phay đóng vai trò quan trọngnhờ vào khả năng công nghệ rộng rãi của chúng Vì thế trong sản xuất hàngloạt lớn và hàng khối thì máy phay hầu nh hoàn toàn thay thế cho máy bào ,máy xọc

Nếu so sánh về khả năng công nghệ , độ chính xác gia công , tốc độcắt ,năng suất làm việc cũng nh phạm vi đIều chỉnh của máy phay có nhiều uthế hơn máy bào Nhng trong một số trờng hợp sử dụng máy bào có hiệu quảhơn máy phay nh :

- Khi gia công các chi tiết dài và hẹp

- Khi gia công phá vật đúc có lợng d gia công lớn

Nếu dùng máy phay thì phảI bóc lợng d bằng hai lần chạy dao Trong khi

đó máy bào có khả năng bóc đi lớp kim loại trong một lần chạy dao Thờigian phụ ( gồm thời gian gá đặt và tháo chi tiết ) của may bào lớn hơn , cònthời gian kết thúc của máy phay lớn hơn Do đó máy bào đợc tồn tại trong sảnxuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ , còn máy phay đợc dùng trong sản xuất hàngloạt lớn và hàng khối

I.3 Vị TRí MáY PHAY

Máy phay đợc sử dụng phổ biến trong các nhà máy và phân xởng cơ khí ,

do đó nó có vị trí quan trọng trong việc gia công chi tiết đIển hình Nhờ khảnăng công nghệ rộng rãi mà số máy phay chiếm khoảng 30 …40 % tồng sốmáy trong các nhà máy và phân xởng cơ khí , nếu coi máy tiện đứng vị trí thứnhất thì máy phay đứng ở vị trí thứ hai về tổng số máy và tính vạn năng Hiệnnay ngời ta đã chế tạo đợc các loại máy phay đIều khiển theo chơng trình số đã

đợc lập trình trớc Các máy này dùng để gia công các chi tiết có hình dạngphức tạp nh : Cam , mẫu chép hình , cối dập …

đạt độ chính xác cao

Máy phay côngxôn cỡ nhỏ với chiều rộng bàn máy là 160 (m m) loạImáy này dùng để gia công chi tiết nhỏ bằng kim loại màu ,hợp kim và chất dẻo,đồng thời cũng để gia công tinh các chi tiết bằng thép và gang

Máy phay côngxôn N00 với chiều rộng bàn máy là: 200 (mm) loại máy nàydùng để gia công các chi tiết nhỏ bằng thép, gang , kim loạI màu, hợp kim vàchất dẻo

Máy phay côngxôn N01 với chiều rộng bàn máy là 250 (mm) Các loạI máy

đợc chế tạo thuộc loạt H gồm :

- Máy phay ngang 6H81

- Máy phay vạn năng 6H81

- Máy phay đứng 6H11

Nhóm máy phay đợc chia ra làm các loại máy sau :

- Máy phay ngang côngxôn

- máy phay ngang công xôn vạn năng

- Máy phay đứng công xôn (có bàn quay )

- Máy phay đứng công xôn

- Máy phay vạn năng rộng có độ chính xác cao

- Maý phay đứng có bàn máy hình chữ thập

- Máy phay giờng nguyên công

- Máy phay giờng một trụ và hai trụ

- Máy phay chép hình có cơ cấu vẽ truyền

- Máy phay chép hình để gia công thể tích

- Máy phay ren bán tự động

- Máy phay rãnh then bán tự động

- Máy phay bán tự động có bàn quay trục đứng

- Máy phay chuyên dùng

- Máy phay kiểu trống

- Máy phay mặt đầu

- Máy phay chép hình chuyên dùng

- Máy phay chép hình gia công đinh vít

- Máy phay bán tự động gia công cánh quạt

- Máy phay gia công bánh lệch tâm

- Máy phay bán tự động gia công trục khuỷu

- Máy phay tự động và bán tự động gia công rãnh khoan , dao doa , tarô

- Máy phay dùng cho công nghiệp đồng hồ

- Các loại máy phay chuyên môn hoá khác

Trong các loại máy trên thì máy phay công xôn đợc sử dụng phổ biến nhất , bàn máy với sống trợt nằm ở phần công xôn và có thể chuyển động theo ba h-ớng là: dọc, ngang và thẳng đứng

Máy phay công xôn đợc chia làm các loại sau :

- Máy phay ngang có bàn máy cố định ( không quay )

- Máy phay vạn năng có bàn máy quay

- Máy phay đứng và máy phay vạn năng rộng

Máy phay công xôn dùng để gia công nhiều bề mặt khác nhau bằng các dao phay hình trụ , dao phay đĩa , dao phay mặt đầu , dao phay góc, dao phay ngón, dao phay định hình và nhiều loạI dao phay khác trong đIều kiện sản xuất đơn chiếc và sản xuất hàng loạt

Trên các máy phay này có thể gia công các chi tiết đa dạng với kích thớc phùhợp bằng thép , gang , kim loạI màu , chất dẻo và các loạI vật liệu khác Trên các máy phay vạn năng có bàn quay nếu sử dụnh đầu chia độ ta có thể phay rãnh xoắn ở các dungf cụ cắt nh :mũi khoan , dao doa , ta rô … đồng thời có thể gia công đợc các bánh răng hình trụ răng thẳng , răng nghiêng Các máy phay vạn năng rộng đợc dùng để thực hiện các nguyên công phay , khoan , doa

đơn giản chủ yếu trong đIều kiện sản xuất đơn chiếc

Sau đây là bảng khảo sát một số loại máy phay công xôn

III - QUá TRìNH CắT KIM LOạI CủA Maý PHAY

Quá trình cắt kim loại của máy phay rất phức tạp ,trong tất cả các trờnghợp khi phay phoi đợc cất rời thành từng mảnh có chiều dày thay đổi NgoàI

ra khi phay ở mỗi vòng quay của dao mỗi răng dao phay lúc vào chỉ tiếp xúcvới chi tiết gia công còn lúc ra thì không tiếp xúc Lúc răng ăn vào chi tiết giacông có xảy ra hiện tợng va đập

Những hiện tợng xảy ra trong quá trình cắt kim loại khi phay:

1 Hiện tợng lẹo dao

Khi ggia công vật liệu dẻo trong một số trờng hợp ở mặt trớc của dao hỉnhthành lẹo dao đó là một mẩu vật liệu gia công có dạng hình chêm gắn chặtvào mặt trớc của dao nó bị biến dạng mạnh nên ccó độ cứng cao mẩu kimloại này liên tục đợc tách ra cùng vời phoi rồi lại đợc tạo thành thực chất nó

là phầnn cất của dụng cụ và bào vệ lỡi cắt khỏi mòn tuy nhiên nếu mặt trớccủa dao hình thành leọ dao thì chất lợng bề mặt gia công sẽ giảm , Do đó khigia công tinh cũng nh khi cắt ren lẹo dao là hiện tợng xấu

2 Sự co rút phoi

Trong quá trình cắt phoi bị biền dạng và ngấn hơn so với phần chi tiết đợccắt ra hiện tợng phoi bị ngắn theo chiều dàI đợc gọi là sự co rút của phoi theochiều dàI Thể tích của kim loại khi bị biến dạng thực tế không đổi Vì vậykhi chiều dàI của phoi giảm thì diện tích tiết diện ngang phảI tăng Diện tíchtiết diện ngang của phoi tăng gọi là sự co rút của phoi theo chiều ngang

3 Hiện tợng nhiệt trong quá trình cắt

Trong quá trình cắt chi tiết gia công dụng cụ cắt và phoi bị nung nóng Khităng tốc độ cắt , đặc biệt khi cắt các phoi mỏng nhiệt độ trong vùng cắt sẽtănng 6000c Nếu tốc độ cắt tiếp tục tăng thì trong nhiều trờng hợp phoi cắt bịnung nóng tới 9000c (Có màu đỏ sáng) Nhiệt độ vùng cắt tăng là do có hiện t-ợng cơ năng chuyển thành nhiệt năng trong quá trình cắt Qua nnghiên cứunngời ta đã chứng minh rằng : nnnhiệt ở phoi chiếm khoảng 60…86% toàn bộnhiệt tạo thành khi cắt , ở dụng cụ chiếm 10 40% ,ở chi tiết gia công chiếm3 10% Nhiệt trong quá trình cắt ảnh hởng lớn tới toàn bộ quá trình cắt gọt vàcác hiện tợng sinh ra quá trình đó

4 Độ bóng bề mặt gia công

Độ bóng bề mặt gia công phụ thuộc vào các yếu tố :

Thông số hình học của dao , chế độ cắt (lợng chạy dao và tốc độ cắt ) và dungdịch trơn nguội Để đạt độ bang gia công cao cần phảI màI bang mặt trớc vàmặt sau của dao

5 Rung động trong quá trình cất

Rung động trong quá trình cắt ở nhnngx đIũu kiện nhất định , rung độngtrong nhiều trờng hợp là nguyên nhân chủ yếu hạn chế khả nănng tăng tốc độcắt và năng suất lao động rung động trong quá trình cắt ảnh hởng xấu đến độbền của dao và làm giảm độ bang bề mặt gia công Trong cùng đIều kiện giacong , khả nănng xuất hiện rung động khi gia công gang ít hơn gia công thép

IV : Các thành phần lớp kim loại bị cắt

1 Phay bằng dao phay trụ :

chiều dày cắt a khi phay là khoảng cách giữa hai vị trí kế tiếp của đờng tiếp xúc của các đIúm tơng ứng trên các lỡi cắt của hai răng kề nhau với chi tiết gia công

chiều dày cắt thay đổi từ 0 đến giá trị cực đại ama x

Sz L Sz

t D

2 SinSz

a 

Nhng

2

1 2

2

D

t D

Trong đó :

b – Chiều dàI tiếp xúc của một răng với chi tiết gia công

Z’- Số răng tiếp xúc với chi tiết gia công







2 Khi phay bằng dao phay mặt đầu

Khi phay bằng dao phay mặt đầu trên bề mặt chi tiết gia công sẽ để lại các vết cắt có dạng là các vòng tròn đều nhau , chúng đợc xếp chồng chất lên nhau, khoảng cách giữa các tâm vòng tròn phụ thuộc vào quá trình đIều khiển bàn máy của ngời công nhân mà khoảng cách này có thể đều hoặc không đều nhau

Sau đây ta tính toán thành phần lớp kim loại bị cắt :

Sz

b

a c e

d f

FB

4 CosSz

a  (1)

K - Hệ số phụ thuộc vào giá trị tỉ số

D t

từ (2) và (3) ta có :

K

D

t Sz



Z B Z B

b  (4)Thay giá trị (3) vào (4) có :

Lực tổng hợp R có thể phân ra làm hai thành phần lực vuông góc với nhau(theo nguyên tắc hình bình hành ): Lực nằm ngang Ph và lực thẳng đứng PvThành phần lực vòng Pz ảnh hởng tới công suất cắt hiệu dụng

Thành phần lực nằm ngang Ph tác động đến cơ cấu chạy dao của bàn máy thành phần lực thẳng đứng Pv khi phay nghịch có xu thế nâng bàn máy lênkhỏi sống trợt còn khi phay thuận có xu thế ấn chặt bàn máy xuống sống trợt

Ph Pv

Hình a

Py R Pz v

Hình b

S

Pv Ph

Ne – công suất cắt hiệu dụng

Pz = p.F

VII : Chọn chế độ cắt hợp lí

1 Xác định chiều sâu cắt cho phép

Xuất phát từ lợng d gia công độ bóng bề mặt và công suất máy Thong ờng chiều sâu cắt khi phay thô không quá 4…5 mm Khi phay thô bằng daophay mặt đầu hợp kim cứng trên những máy có công suất lớn chiều sâu cắt cóthể đạt 20…25 mm và lớn hơn khi phay tinh chiều sâu cắt không vợt quá 1…

tth-2 mm

2 xác định lợng chạy dao răng cực đạI cho phép

Với dao phay trụ và dao phay đĩa khi chọn lợng chạy dao cực đạI , cần xuấtphát từ chiều dày cắt không đổi lớn nhất tức là ama x = con st

C Sz





Khi phay thô bởi độ cứng vững và độ chống rung động của dao , độ cứngvững của chi tiết gia công và độ cứng vững của phần cắt của dao Cho nên l-ợng dao răng khi phay thô bằng dao phay trụ gồm các mảnh chắp với răng lớn

đợc chọn trong khoảng 0,1 0,4 mm /răng , còn khi gia công gang tới 0,5 mm/răng

Khi phay tinh bởi độ bóng bề mặt độ chíng xác kích thớc , trạng thái bềmặt Khi phay tinh thép và gang lợng chạy dao răng là 0,05 …0,12 mm/răng

.

y x y y x z m

y x

t Z B S T

D C

C – hệ số không đổi phụ thuộc vào cơ tính vật liệu

D - đờng kính dao phay

Sz – lợng chạy dao răng

B - chiều rộng của phôI

Z – số răng dao phay

t - chiều sâu cắt

T – tuổi thọ dao phay

viii - nghiên cứu máy phay ngang vạn năng cỡ trung

1.Các bộ phận chính của máy : (Hình 1)

Máy phay ngang vạn năng 6H82 do Liên Xô sản xuất hình dáng tổngquát của máy phay ngang vạn năng 6H82 đợc trình bày trên hình vẽ

Tất cả các bộ phận của máy đều lắp trên thân máy (1), cônsol (2) có thể

di động trên sống trợt phía trên của thân máy và dùng để đỡ một đầu của trụcchính mang dao bằng gối đỡ (3) Hộp chạy dao (4) có thể di động thẳng đứng

S3 trên sống trợt đứng của thân máy Bàn trợt ngang (5) thực hiện di độngngang S1 trên sống trợt của hộp chạy dao và bàn trợt ngang (6)

Hộp tốc độ của máy đợc đặt ở phía trong của thân máy Giữa bàn trợtngang và bàn máy có bộ phận quay tròn (7) Để tăng độ cứng vững, ở nhiềumáy phay ngang ngời ta đặt những dầm chéo nối liền cần đỡ (2) với hộp chạydao Các tay gạt (8) và núm vặn (9) dùng để thay đổi vân tốc của hộp tốc độ

s 2

s 1

s 3 4 5

- 18 cấp vòng quay trục chính: n = 30  1500 vòng/phút

- 18 cấp lợng chạy dao dọc và ngang: Sd,n = 23,5  1180 mm/phút

- Công suất động cơ điện chính: Nđc = 7 KW

Sơ đồ động của máy phay vạn năng 6H82 đợc trình bày trên hình vẽ

Nghiên cứu máy chuẩn

28 , 47

19 , 38

82

- Trục dao có 18 tốc độ khác nhau từ 301500 v/ph.ở đây có bánh răng dùng chung Z = 39 truyền từ trục II lên trục III, từ trục IIIIV nhằm làm giảm số bánh răng kết cấu gọn nhẹ hơn - Trục dao có 18 tốc độ khác nhau từ 301500 v/ph

26 34

Phơng án không gian

Z = 1
3
3
2Cách bố trí này làm cho kết cấu hộp nhỏ gọn, số bánh răng trên trục cuối là ítnhất

x x

39 lg 16 lg

1    

x

26 , 1 lg

36 lg 19 lg

2    

x

26 , 1 lg

33 lg 22 lg

8 , 1 2

8 , 2 1

2     



II

x i

47 lg 18 lg

4    

x

26 , 1 lg

37 lg 28 lg

5    

x

26 , 1 lg

26 lg 39 lg

75 , 1 5

25 , 1 4

5     



IV

x i

Đờng truyền từ trục IV đến trục V với 2 tỷ số truyền là i , i Độ xiên các tia:

Tia nghiêng phảI Tia thẳng đứng Tia nghiêng trái

i7 = 19/71 = x7  5 , 7

26 , 1 lg

71 lg 19 lg

7    

x

26 , 1 lg

38 lg 82 lg

3 , 3 7

8     

V

x i

19

; 39

x3 = -1,8

1Khuyếch đại

36

; 37

28

; 47

Kiểm tra tỉ số truyền

4

1 26 , 1

1 1

6 6

7 min    



i

8 max i    

Theo phơng án này lợng mở và tỉ số truyền các nhóm thay đổi từ từ đều đặn,

nh vậy sẽ làm cho kích thớc hộp nhỏ gọn, bố trí cơ cấu truyền động trong hộp chặt chẽ nhất

Đồ thị vòng quay hộp tốc độ máy chuẩn 6H82

Nhận xét: Đồ thị vòng quay hộp tốc độ có hình rẻ quạt, lợng mở và tỉ số truyềncác nhóm thay đổi từ từ đều đặn, nh vậy sẽ làm cho kích thớc hộp nhỏ gọn, bố trí cơ cấu truyền động trong hộp chặt chẽ nhất

Số vòng quay trục chính nằm giữa nmaxnmin, khi tăng hoặc giảm tốc sẽ gặp tỷ

số truyền hơi lớn Kiểm tra tỉ số truyền imin = 19/71 = 1/3,7 imax = 82/38 = 2,1

> 2 nhng không đáng kể đối với loại máy có cấp chính xác 2

27 , 36

Tới các trục vitme dọc, ngang, đứng thực hiện chạy dao Sd , Sn, S

18

36

40 18

(V) (VI) ( )

33

18 ) ( 35

28

VIII VII 


t  v S ngang

33

37 37

33

40

40 40

18 45

18 37

44 lg 26 lg

64 lg 24 lg

18 lg 36 lg

27 lg 27 lg

36 lg 18 lg

40 lg 18 lg

37 lg 21 lg

34 lg 24 lg

45 , 2 6

7     



III

x i

i







xIV = 1 [ ] 1

45 , 2

45 , 1 7

8     



IV

x i

§é xiªn cña c¸c tia lµ:

45 lg 13 lg

40 lg 18 lg

45 , 3 10

9     



V

x i

35 lg 28 lg

33 lg 18 lg

37 lg 33 lg

16 lg 18 lg

18 lg 18 lg

43 57

= x3  x3 = 1,2

máy phay MớI 6h82

I.Công dụng và yêu cầu của hộp tốc độ.

Hộp tốc độ trong máy công cụ dùng để truyền lực cắt cho các chi tiếtgia công có kích thớc, vật liệu khác nhau với các chế độ cắt cần thiết Thiết kếhộp tốc độ phải bảo đảm những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối u cho phép: kíchthớc nhỏ gọn, hiệu suất cao, tiết kiểm nguyên vật liệu, kết cấu có tính côngnghệ cao

 Các yêu cầu cơ bản đối với hộp tốc độ là:

1.

Khi gia công các chi tiết có kích thớc vật liệu khác nhau, yêu cầu kỹthuật khác nhau, điều kiện chế tạo khác nhau Ngời ta dựa vào lý thuyết cắt gọtkim loại và 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 hợptrong phạm vi điều chỉnh tốc độ Rn Các giá tri này tạo thành chuỗi vòng quaycủa trục chính

Phạm vi điều chỉnh chuỗi vòng quay Rnq đợc viết lại thành

max

d

d V

V


= Rv 
RL

RL: Phạm vi điều chỉnh giới hạn hành trình chuyển động

Các máy phải biến chuyển động quay ra chuyển động thẳng thì phạm vi

điều chỉnh nhỏ hơn

Trong phần này ta chỉ nghiên cứu về hộp tốc độ điều chỉnh phân cấp làloại đợc dùng phổ biến hiện nay Kết cấu của hộp tốc độ chặt chẽ, đơn giản, cóhiệu quả cao

2.Về lực cắt:

Lực cắt tác dụng lên trục chính của máy Theo công thức trong nguyên

lý cắt kim loai, muốn xác định lực cắt phải tính đến kích thớc, vật liệu của cácchi tiết trong hộp động cơ điện truyền dẫn theo điều kiện lực cắt tng ứng vớichế độ cắt của quy trình công nghệ điển hình trên máy Khi gia công các chitiết khác nhau, tốc độ cắt và lực cắt phải phù hợp với đẳng thức

P1V1 = P2V2 = constNghĩa là công suất của hộp tốc độ không thay đổi tại bất kỳ số vòngquay nào trong khoảng điểu chỉnh tốc độ đã cho

Các trị số giới hạn vòng quay nmin,nmax; số cấp tốc độ Z và công bội phải phù hợp với số liệu ban đầu đã cho và không vợt ra ngoài tiêu chuẩn(chuỗi số tối u) Hộp tốc độ không nên trùng và thiếu tốc độ cần thiết làm ảnhhởng đến việc bố trí kết cấu của máy (trừ những trờng hợp không thể tránh đợc

nh yêu cầu cắt ren khuyếch đại trong máy tiện ren vít vạn năng)

Độ bền, độ cứng vững và độ bền mòn của các chi tiết trong hộp tốc độphải đạt yêu cầu cho phép bảo đảm sự làm việc chính xác, thời gian phục vụcao nhất Muốn vậy phải tính toán kiểm tra kích thớc các chi tiết máy, lựachọn trục, ổ trục, bánh răng, đai truyền, ly hợp, hệ thống điều khiển, hệ thống

an toàn, bôi trơn và làm lạnh Vỏ hộp tốc độ thờng có hình dạng khá phức tạpnên khi thiết kế ta phải dựa vào kết cấu cũ đã làm việc ổn định và phải tínhtoán biên dạng của hộp

Đặc biệt với trục chính có yêu cầu vào về độ võng góc xoay nên phảichú ý bố trí các chi tiết lắp trên trục chính và truyền đến trục chính sao chobảo đảm biến dạng ở đầu mút cụm trục chính bé hơn tiêu chuẩn độ chính xácquy định

Điều khiển hộp tốc độ phải thuận tiện, dễ dàng, an toàn Tránh tìnhtrạng hộp tốc độ không làm việc đợc do hành trình gạt không đủ, thiếu bôitrơn, kẹt bạc, khoá hóc Tận dụng mọi điều kiện để hộp tốc độ làm việc cóhiệu quả cao nhất Muốn thế phải nâng cao chất lợng chế tạo các chi tiết tronghộp tốc độ có hiệu suất thấp

Một số yêu cầu khác đối với hộp tốc độ nh: truyền động êm ít phát sinhtiếng ồn rung và tiếng gõ đập, bố trí chặt chẽ dễ quan sát; sự làm việc và kếtcấu có tính công nghệ cao, sửa chữa thay thế nhanh và thuận tiện Vấn đề nàythuộc lĩnh vực công nghệ chế tạo máy Trong chơng này ta chỉ nghiên cứucách tính toán truyền dẫn, phân tích và chọn phơng án hợp lý

4 Các chỉ tiêu đánh giá chất l ợng của hộp tốc độ :

+ Công suất truyền dẫn (hoặc mômen xoắn) của từng trị số vòng quaytrục chính hay trục ra cuối cùng của hộp tốc độ

+ Số vòng quay giới hạn nmax, nmin của trục chính hay trục cuối cùng vàphạm vi điều chỉnh tơng ứng Công bội  đặc trng cho mức độ dầy, mỏng củachuỗi vòng quay (hành trình kép) hay số tốc độ Z

+ Mức độ phức tạp của xích truyền động thể hiện qua hiệu suất chungcủa hộp tốc độ, độ phức tạp sửa chữa

+ Mức độ tự động hoá thể hiện qua quá trính điều khiển, điều chỉnh, độtin cậy khi sử dụng

+ Tính công nghệ chế tạo từng chi tiết, cả hộp và giá thành của hộp tốc

độ, tiêu chuẩn và qui chuẩn hoá hộp tốc độ để dễ dàng tổ hợp thành máy cócông dụng khác nhau, dễ dàng tạo thành trung tâm gia công

Do đó có nhiều phơng án khác nhau, cần phải phân tích để chọn đợc

ph-ơng án tối u, bảo đảm các yêu cầu kinh tế kỹ thuật cho phép Dới đây trình bàycách tính toán thiết kế động học hộp tốc độ máy phay P82 dựa trên cơ sở lýthuyết về thiết kế hộp tốc độ cho máy

18 =

30

1500

Lấy theo  chuẩn  =1,26

imin gh = =

dc n

Trong đó:

imingh-Tỷ số truyền giới hạn của cả xích truyền

x- Số nhóm truyền tối thiểu của xích kéo dài từ động cơ điện tới trục chính khống có biến hình các đờng truyền

x =

4 lg

lg

lgn dc  nmin

=

4 lg

30 lg 1440

= 2,79Chọn x = 3

Từ Z = 18 ta có thể phân tích thành các thừa số nguyên tố sau :

Z = 18 x 1 (1)

Z = 6 x 2 (2)

Z = 9 x 2 (3)

Z = 3 x3 x 2 (4)Với số nhóm ttruyền tối thiểu x = 3 thì ta thấycác phơng án không gian (1),(2) và (3) không đạt yêu cầu

Còn phơng án (4)có thể phân tích thành các phơng án sau :

3 x 3 x 2 (1’)

2 x 3 x 3 (2’)

3 x 2 x 3 (3’)

PAKGYêu tố

- Phơng án sơ đồ động phải cố gắng rút ngắng xích động tối đa

- Các cơ cấu truyền dẫn và điều khiển phải đạt chính xác cao

- Nâng cao độ chính xác chế tạo, lắp ráp dễ dàng, độ tin cậy cao

- Phơng án bảo đảm có khả năng tự động hoá cao nhất

Để giảm số bánh răng chọn Mx ở trục cuối ta chọn phơng án 3 x3 x 2 là phơng án tốt nhất có thể đáp ứng đợc những yêu cầu về hộp tốc độ

1 2 3 4 5 III

I

II

II x I x III (3) (1) (9)

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

3(1)

18 2(9)

3(3)

3 x 3 x 2

H×nh 3:

Ph©n tÝch vµ chän ph¬ng ¸n kh«ng gian tèi u

Để đảm bảo bánh răng chủ động và bánh răng bị động trong hộp tốc độ không có tỷ số truyền quá lớn, các tia cần choãi theo hình nón và đờng gấp khúc các tia không lớn.

Bản thân các tia phân bố theo hình rẻ quạt, rít đặc, đều và đan xen lẫn nhau, phân bố từ trên xuống dới mà không có khoảng cách bỏ trống

Lợng mở cực đại cuả lới không vợt qua giới hạn cho phép của hộp tốc

độ, với công bội  = 1,26, lợng mở cực đại Xi

Nh vậy với hộp tốc độ máy phay có 18 cấp tốc độ dựa vào bảng lợng mở

và lới kết cấu ta chọn phơng án I-II-III Vì đây là phơng án tốt nhất đáp ứng

đ-ợc yêu cầu của hộp tốc độ máy phay

6 Đồ thị vòng quay của hộp tốc độ máy phay.

1

x 0,75 x 0,95 = 1,7 kGm

MxIII = MxII x i3 x  = 1,7 x 2

26 , 1

Từ đây ta vẽ đợc đồ thị vòng quay của hộp tốc độ máy phay nh sau:

1

III II I

3(3)

2(9) 3(1)

Trục động cơ

3 x 3 x 2

I II III (1) (3) (9)

Emin(c) =

xK f

g f Z

1

1 1

Vì i1 là tia giảm tốt nhất

Nên Emin(c) =

55 16

) 39 16 ( 17

x



= 1,03Vậy chọn E = 1

39 26 , 1

Emin(c) =

xK f

g f Z

4

4 4

Nên Emin(c) =

65 18

) 47 18 ( 17

x



= 0,9 < 1Chọn E = 1

(Z7 + Z7,) x m7 = (Z8 + Z8) x m8

= Để đảm bảo tỷ số truyền trên thì m7 = 4

38

82 26 , 1

g

f





g f Z

8

8 8

Nªn Emin(c) =

90 82

) 38 82 ( 17

x



= < 1 Chän Emin = 1

=

Trục III xuống trục IV i7 = ,

8 Chọn môđun m cho các cặp bánh răng, xác định khoảng cách trục.