Máy bào loại 1

cơ cấu chính của bào loại 1 ta thấy cơ cấu được tổ hợp từ cơ cấu culits: Gồm 5 khâu động được nối với nhau bằng các khớp trượt và khớp quay nhưng là khớp thấp. Công dụng của máy bào là bi

Lời nói đầu

“ Dao cắt” hay còn gọi là dụng cụ cắt, khi nói đến những từ này thì tất cả chúng

ta đều nghĩ đó là dụng cụ hay công cụ rất sắc và rất thiết thực trong mọi lĩnh vựcsản xuất cũng như trong đời sống hàng ngày Từ những con dao dùng cho sinh hoạtgia đình đến những dụng cụ dùng cho các ngành như: Gia công cắt gọt kim loại,khai khoáng hầm mỏ, khai thác và chế biến lâm sản

Mặc dù ở mọi ngành và dụng cụ cắt đa dạng về chủng loại chúng có thể khácnhau về đặc điểm, tính chất, điều kiện làm việc, hình dáng kết cấu

Nhưng chúng có một điểm chung đó là trực tiếp tác động vào đối tượng sản xuất( phôi liệu), nhằm mục đích biến đổi các đối tượng sản xuất đó thánh các sản phẩm

có hình dáng, kích thước và chất lượng theo yêu cầu

Đặc biệt trong ngành cơ khí chế tạo máy thì các dụng cụ cắt có vai trò hết sứcquan trọng trong hệ thống công nghệ ( Máy – Dao - Đồ gá - Chi tiết gia công) Thì

nó là chi tiết tiếp xúc và tác động vào bề mặt của phôi và biến các bề mặt nàythành các bề mặt của chi tiết thiết kế yêu cầu

Là sinh viên sau 5 năm học tập và rèn luyện tại trường, đến nay khoá học củachúng em sắp kết thúc Để đánh giá trình độ của bản thân, em xin trình bầy nhữnghiểu biết của mình đã tiếp thu được qua bản đò án đồ án tốt nghiệp với đề tài “

Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo dao phay đĩa môđun” Bản đồ án

của em được hoàn thành ngoài sự cố gắng của bản thân còn có sự hướng dẫn, chỉ

bảo nhiệt tình của tập thể thầy, cô trong bộ môn“Nguyên lý và dụng cụ cắt” - thầy

giáo trực tiếp hướng dẫn Tuy nhiên do hiểu biết của bản thân còn nhiều hạn chếnên đề tài của em sẽ không chánh khỏi được sai sót Vởy em kính mong các thầy,

cô lượng thứ và chỉ bảo giúp em để em có điều kiện nắm vững và hiểu sâu hơn, saunày phục vụ cho công tác được tốt hơn

Phần I

phân tích động học cơ cấu chính

1.Phân tích chuyển động:

Lược đồ động cơ cấu máy bào loại 1 ở vị trí như hình vẽ

Từ lược đồ cơ cấu chính của bào loại 1 ta thấy cơ cấu được tổ hợp từ cơ cấu culits: Gồm 5 khâu động được nối với nhau bằng các khớp trượt và khớp quay nhưng là khớp thấp Công dụng của máy bào là biến chuyển động quay của bộ phận dẫn động (thường là động cơ) thành chuyển động tịnh tiến thẳng của bộ phận công tác ( đầu bào) trên đầu bào ta lắp dao bào để bào các dạng chi tiết khác nhau

Đặc điểm chuyển động của các khâu: Khâu dẫn 1 ta giả thiết là quay đều với vận tốcgóc 1 truyền chuyển động cho con trượt 2 ( Khâu 2 chuyển động song phẳng) Con trượt 2 truyền động cho culits 3 có chuyển động quay không toàn vòng lắc qua lắc lại truyền động cho thanh truyền 4 là chuyển động song phẳng và truyền chuyển động cho đầu bào 5 là chuyển động tịnh tiến thẳng theo phương ngang

2.Tính bậc tự do:

Cơ cấu máy bào gồm 5 khâu động vậy n = 5 (số khâu động) nối với nhau bằng 7 khớp thấp: p5 = 7 (số khớp thấp) không có khớp cao: p4 = 0 (số khớp cao) không có ràng buộc thừa và bậc tự do thừa Do đó để tính bậc tự do của cơ cấu ta áp dụng công thức sau:

W = 3n - ( 2P5 + P4 ) - S + Rt = 3.5 - ( 2.7 + 0 ) - 0 + 0 = 1

Vậy số bậc tự do của cơ cấu là 1:

3.Xếp loại cơ cấu:

Ta chọn khâu 1 làm khâu dẫn ta tách được 2 nhóm axua loại 2 ( nhóm có 2 khâu 3 khớp là nhóm 2-3 và nhóm 4-5) Do cơ cấu có 2 nhóm đều là nhóm loại hai vậy cơ cấu là cơ cấu loại 2.(hình vẽ)

Phần II

Tổng hợp cơ cấu chính – Hoạ đồ vị trí

Từ các số liệu đầu bài đã cho ta xác định được các thông số cần thiết để xây dựng

1 54 , 1



 = 38,30 Biết được góc lắc  và khoảng cách Lo1o2 Từ O2 ta kẻ 2 tia x và x’ hợp với

đường nối giá O1O2 một góc 19,150 Từ O1 ta vẽ vòng tròn tiếp xúc với hai tia O2X

và O2X’ ta sẽ xác định được 2 vị trí chết của cơ cấu

Xét cơ cấu tại hai vị trí này ta dễ dàng tính được:

R = LO1A = Lo1o2 Sin2 = 141 (mm)

Vì qũy tích điểm B thuộc culits 3 và bằng hành trình H cho nên ta có

Sin2 = H / L02B => L02B = H/2 Sin2 => LO2B = 624.96 (mm)

Độ dài thanh truyền CB

LBC / L02B = 0,32 => LBC = 0,32 624,96 = 200 (mm)

Khoảng cách ăn dao = 0,05H = 20,5 (mm)

Tóm lại ta có độ dài thực của các khâu là :

LO1A = 141 (mm)

LO2B = 624.96 (mm)

LBC = 200 (mm)

Để dựng được hoạ đồ vị trí ta chọn tỷ lệ xích chiều dài L : L = LBC / BC ta chọn

BC = 80 (mm) vậy L = 0,2 / 80 = 0,0025 (m/mm) Vậy các đoạn biểu của cơ cấu là

O1O2 = LO1O2/L = 0,43/ 0,0025 = 172 (mm)

O1A = L01A / L = 56,42 (mm)

O2B = L02B / L = 249,96

Vẽ họa đồ vị trí : Từ vị trí chết bên trái ta chia vòng tròn tâm O1 bán kính O1A thành

8 phần bằng nhau Vậy ta đã có 8 vị trí chia đều cộng với 5 vị trí đặc biệt ( đó là vị trí biên phải, hai vị trí 0,05H và hai vị trí ứng với 2 điểm chết trên và chết dưới của tay quay O1A ) tổng cộng ta có được 13 vị trí

Họa đồ vị trí được vẽ như trên hình vẽ

Phần III

Hoạ đồ vận tốc

Ta lần lược vẽ hoạ đồ vận tốc cho 13 vị trí với tỷ lệ xích:

V = l 1 = n1 L / 30 = 0,023 (m/mms).Giả sử vẽ hoạ đồ vận tốc và gia tốc tại vị tríbất kỳ

a Phương trình véctơ vận tốc :

Chọn khâu 1 là khâu dẫn quay đều quanh trục cố định qua O1 với vận tốc góc 1

= const nên V A1 có phương vuông góc với O1A chiều thuận theo chiều 1 có độ lớn : VA1 = LO1A 1 vì khâu 1 nối với khâu 2 bằng khớp bản lề nên ta có : V A1

= V A2 , khâu 2 trượt tương đối so với khâu 3 nên ta có :

2 / 3 2

3 A A A

V   Trong đó V A3 có phương vuông góc với O2A trị số chưa xác định : VA3 = Pa3 V ; V A2 đã xác định hoàn toàn , V A 3 A/ 2 có phương song song với O2A trị số chưa xác định Như vậy phương trình trên còn hai ẩn nên giải được bằng phương pháp hoạ đồ véctơ

Vận tốc của điểm V B3 được xác định theo định lý đồng dạng thuận hoạ đồ vận tốc Tam giác vuông AO2B đồng dạng với tam giác a3pb3 trị số VB3 = pb3 V vì khâu

4 nối với khâu 3 nhờ khớp bản lề nên ta có Ta lại có : V B3=V B4

4 4 4

4 B C B

V   Trong đó V B4đã xác định hoàn toàn và V C 4 B4 có phương vuông góc với BC giá trị chưa xác định : VC4B4 = c4d4 V mà khâu 4 lại nối với khâu 5 nhờ khớp bản lề nên ta có V C4 V C5 có phương song song với phương trượt giá trị chưa xác định : VC5 = pc5 V Vậy phương trình trên còn hai ẩn nên giải được bằng cách

tại c4 = c5 vậy pc5 biểu diễn vận tốc của V

c Vận tốc các điểm thuộc cơ cấu, vận tốc trọng tâm, vận tốc góc:

d Vận tốc các điểm thuộc cơ cấu, vận tốc trọng tâm, vận tốc góc:

Phần IV

Hoạ đồ gia tốc

Ta vẽ hoạ đồ gia tốc cho hai vị trí số 2 và số 7

a, Phương trình véctơ gia tốc :

Ta có : aA1 = 12 LO1A ( vì khâu 1 quay đều quanh trục cố định ) vì khâu 1 nối với khâu 2 bằng khớp bản lề ta có aA1 = aA2 mặt khác khâu 2 trượt tương đối so với khâu

3 nên:

aA3 = aA2 + ak

A3/A2 + ar

A3/A2 (3) trong đó aA2 đã xác định hoàn toàn ar

A3/A2 có phương // O2A, giá trị chưa biết, ak

A3/ A2 có chiều thuận theo chiều VA3/A2 quay đi 900 theo chiều 3 giá trị: ak

aC4 = aB4 + an

C4B4 + at

C4B4 (5) Trong đó aB4 đã xác định hoàn toàn , at

C4B4 có phương vuông góc với BC giá trị chưa xác định , an

C4B4 chiều từ C về B có phương // BC giá trị : an

C4B4 = 42 LBC

vì khâu 4 nối với khâu 5 nhờ khớp bản lề nên : aC4 = aC5 , mặt khác vì khâu 5 chuyển động tịnh tiến nên aC5 có phương // phương trượt ( phương ngang) Vậy ta có :

aC5 = aB4 + an

C4B4 + at

C4B4 (5’) Phương trình này giải được bằng hoạ đồ gia tốc

b, Cách vẽ hoạ đồ gia tốc:

Ta chọn tỷ lệ xích gia tốc a = 12.32 L =(3)2 32 0,0025 = 0.148 ( m/mms2) Tính các đoạn biểu diễn: a’1,2 là đoạn biểu diễn véctơ gia tốc aA1,2 nên :

a’1,2 =

2

3

.O1A ; a’2K là đoạn biểu diễn ak

A3/A2 nên : a’2K = 23.a2a3 ; a’3 là đoạnbiểu diễn của an

A3 (’  O2A ) khi đó ’cắt  tại a’3 nối a’3 biểu thị aA3 Gia tốc aB3

được xác định theo định lý đồng dạng thuận của hoạ đồ gia tốc

*, Xác định gia tốc trọng tâm các khâu:

Gia tốc trọng tâm S3 : ta có S3 là trọng tâm của khâu 3 nên : s’3 = a’3 / 2

Gia tốc trọng tâm S4 : ta có BS4/ BC = b’4s’4/ c’4b’4 = 1/ 2 nên : b’4s’4 = c’4b’4/ 2Gia tốc trọng tâm S5 : vì khâu 5 chuyển động tịnh tiến nên : s’5 = c’5

Pa3 vuông góc O2A nên từ O2 kẻ đường vuông góc vời O2A lấy đoạn O2N = Pa3 nối

N với A ta được  vuông O2AN từ M kẻ đường thẳng // với AN cắt đường thẳng kéodài O2N tại E khi đó ta có : O2AN  O2EM

Vậy đoạn O2E = a’2K

đồ thị động học của vận tốc Để tìm đồ thị động học chuyển vị ta tích phân đồ thị vận tốc theo trình tự sau :

Lập hệ trục toạ độ OX1Y1 và vẽ đường cong S() các trục ox biểu thị  và trục oy biểu thị giá trị chuyển vị với tỷ lệ xích bằng S ,  Trong đó :

 = 0,0392 (1/ mm) Từ các khoảng nhỏ vừa chia trên đồ thị vận tốc ta lấy các điểm a1, a2, a3 ứng với các trung điểm của các khoảng vừa chia Ta lấy điểm P trên trục ox1 cách O một khoảng H = 35 mm , gọi là cực tích phân Từ các điểm a1,

a2, a3 ta dóng các đường song song với trục OX1 cắt OY1 tại các điểm b1,b2 rồi nối các điểm này với P ta sẽ được các đường có độ nghiêng khác nhau Từ điểm

O và trong phạm vi khoảng chia nhỏ trên đồ thị chuyển vị ta vẽ các đoạn Oc1//pb1 , tiếp tục vẽ đoạn c1c2//Pb2 trong khoảng thứ hai cứ tiếp tục như vậy ta xẽ được đường gấp khúc, nối chúng bằng một đường cong trơn ta được đồ thị động học biểu thị S() với tỷ xích

S = .V.H = 0,0315 (m/mm)

Để tìm đồ thị gia tốc ta tiến hành vi phân đồ thị vận tốc Bằng cách bên dưới đồ thị vận tốc ta lập hệ trục toạ độ mà trục tung biểu thị giá trị của gia tốc điểm c5 còn trục hoành vẫn như hai đồ thị trên Ta lại lấy điểm P làm cực vi phân cách O một khoảngbằng H’ = 30 mm , trên đường cong V() ta kẻ các đoạn gẫy khúc trong các đoạn nhỏ, từ điểm P trên đồ thị gia tốc kẻ các tia PI, PII, PIII song song với các đường gẫy khúc đó các tia này cắt trục tung tại các điểm c1,c2 cho ta các đoạn tỷ lệ thuận với vận tốc trung bình trong khoảng thời gian tương ứng Đặt các đoạn trên lên các đường tung độ kể từ trung điểm các khoảng nhỏ trên trục OX sau đó nối lại

bằng đường cong trơn ta được đồ thị biểu biễn giá trị gia tốc với tỷ lệ xích :

1.Tính trọng lượng, khối lượng các khâu :

1.Xét khâu 5 : Do khâu 5 chuyển động tịnh tiến nên c5 = s5 ; Pqt5 đặt tại S5 ,

có phương ngang, chiều ngược với c’5 , giá trị Pqt5 = - m5 c’5 a ;

2.Xét khâu 4 : Do khâu 4 chuyển động song phẳng nên Pqt4 có điểm đặt tại tâm T4 :

Cách tìm: Ta có T4 là giao điểm của 2 phương, phương chuyển động tịnh tiến đi qua

đường thẳng  // b’4 , từ K4 kẻ đường thẳng ’ // b’4s’4 trên đồ thị gia tốc, khi đó  cắt ’ tại T4 cần tìm, phương của Pqt4 vẽ qua T4 song song với s’4, chiều ngược chiều với s’4 giá trị : Pqt4 = -m4 s’4 a

Tìm tâm va đập K3

Ta có : LBK4 = LBS4 + L S4K4

L S4K4 =

4 4 4

4

S B

S

L m

3

S O

S

L m

Lực cản kĩ thuật PC đặt tại khâu 5, trọng lượng các khâu đặt tại trung điểm, lực quán tính đặt tại tâm va đập các khâu

32

R = - R12 , có phương vuông góc với phương trượt , tách riêng khâu 3và lấy

Momen với điểm S3

31 3 43

43

N S

O

h P h

b Xác định Momen cân bằng theo phương pháp đòn Jucopski:

Ta xoay hoạ đồ vận tốc đi một góc 900 theo chiều kim đồng hồ và đặt tất cả các lực vào, lấy Momen với điểm P4

MP4(F K ) = MCB +[(PC + Pqt5) h5 + Pqt4.h4 + Pqt3.h3 – G1.hg1 – G3.hg3 – G4.hg4] L =

0 thay số vào: MCB = 2075,1 (N.m), so sánh hai phương pháp:

k4 = 100 % 0 , 98 %

1 , 2075

11 , 2038 1

Làm tương tự vị trí số 4 nhưng bỏ qua lực cản ta xẽ thu được kết quả như sau:

5 Xác định momen cân bằng khâu dẫn:

26 , 91732 88

Chuyển động thực của máy , xác định mômen quán tính bánh đà.

Ta dùng phương pháp đồ thị đường cong Vittenbao

1)Vẽ biểu đồ mô men cản thay thế :

a)vẽ biểu đồ mô men thay thế :

Tính mô men cản thay thế theo phương pháp đòn Jucopky Cách làm như sau xoay

13 vị trí hoạ đồ vận tốc của cơ cấu theo chiều 1 1 góc 90o , sau đó đặt trọng lựơng của các khâu G1, G3, G4,G5 vào trọng tâm các đoạn trên hoạ đồ vận tốc ,đặt lực cản

kỹ thuật Pc tại C sau đó lấy mô men vơi gốc hoạ đồ P Những lực nào gây ra mô

men chống lại chiều xoay hoạ đồ vận tốc ta lấy dấu (+) ,lực nào gây ra mômen cùng chiều xoay vận tốc ta lấy dấu (-)

Chú ý : Tại hai vị trí 0,05H ta tính mômen cản cho hai trường hợp là có lực cản PC

và không có PC

Ta có bảng trị số mô men cản thay thế:

0 304.188

205.146

164.61

2.818

1.617

4.0236

55.78

73 25

100 0 90.62

6

61.119

49.04

0.839

0.48

-1.1987

-4.88

Trên trục hoành tương ứng với điểm chia ( các vị trí ) ta vẽ các đoạn thẳng song

song với trục tung và có giá trị bằng đoạn biểu diễn Mctt Sau đó ta nối chúng bằng

đường cong trơn ta sẽ được đồ thị đường cong Mctt

b)vẽ đồ thị công A c , A đ và mô men phát động M đ

Tích phân đồ thị Mctt ta được đồ thị công cản , chọn cực tích phân H=35 (mm)

A = M  H = 3,3565 0,0349.35 = 4.099 (

mm Nm )

Phương pháp tích phân :

Trên trục hoành của đồ thị Mctt Tương ứng với các đoạn chia , tại các trung điểm

của các đoạn dóng song song với trục tung cắt đường cong tại các điểm a1,a2, ,

trên đồ thị đường cong Mctt Lấy một điểm H trên trục o cách o một khoảng 35 (mm) gọi là cực tích phân , từ các điểm a1,a2, , ta dóng song song trục hoành cắt

trục tung tại các vị trí tương ứng b1,b2, , nối các vị trí tương ứng này với đầu mút P

ta được các đường thẳng có độ nghiêng khác nhau

Trên đồ thị vẽ Ac cũng chia trục hoành như biểu đồ Mctt

Từ diểm gốc 1 và trong phạm vi khoảng chia đầu tiên ta vẽ một đoạn 1C1 song song Hb1 cắt đường thẳng song song với trục tung kẻ từ 2 tại C1 sau đó từ C1 lại lặplại cho hết 13 khoảng chia cuối cùng ta vẽ được Ac

Nối điểm đầu và điểm cuối của đồ thị công cản Ac=f() ta được đồ thị công phát động Ađ =f() vì rằng mô men động thay thế là hằng số : Mđ = const (chưa biết trị

số mô men động ) Nhưng công của mô men không đổi và bằng

Bằng cách trừ các đồ thị chú ý rằng nếu Ađ >Ac thì E dương và nếu Ađ <Ac thì

E âm Xây dựng đồ thị E = f() với tỷ lệ xích E = A = 4.099 (

m m

bảng Dựa vào bảng số liệu xây dựng đồ thị Jtt= Jtt ()

Lập hệ trục toạ độ với tỷ lệ xích  = 0.028 (kg.m2/mm)

Bảng Kết Quả Tính Toán Mômen Quán Tính Thay Thế :

Pb3 0 33,2

9

45,17

60,41

61,7 59,2 40,5

5

31,93

0 10,0

7

103,6

122,14

90,63

Pc5 0 31,3

3

43,59

60,58

61,7 58,2

2

39,37

31,01

30,21

30,85

29,51

20,27

15,97

0 4,68 51,8 61,0

7

45,32

PS4 0 31,9

5

44,02

60,45

61,7 58,6 39,5

8

31,11

0 9,79 103,

91

122,14

0.62 1.15

9

1.2029

1.079

0.511

0.327

0.028

0.057

3.403

4.632

2.645Jtt

41,4 42,9

6

38,567

18,254

11,701

1 2,05

1

121,56

165,43

94,48

b) Xây dựng đồ thị E = f(J H ) :

bằng cách khử  của các đồ thị E = f() và Jtt = f() Sau đó khi xác định các điểm ứng với các vị trí , ta nối các điểm đó bằng đường cong trơn tỷ lệ xích E và J của đường cong khối năng E = f(Jtt) cũng là tỷ lệ xích E củađường cong E = f()

và J của đồ thị Jtt = f() Đường cong trơn đó ta gọi là đường cong Vítten bao

c)Xác định mô men quán tính bánh đà

2 35

2 tb2.(1+[ ]) = 20.4,028,099 (3.3,14)2.(1+351 ) = 0.32105

2 tb2.(1-[ ]) = 20.4,028,099 (3.3,14)2.(1- 351 ) = 0.2944  min = 16o24’

Dựa vào các góc đó , ta kẻ các tiếp tuyến tương ứng với đường cong E = f(Jtt) tới

cắt trục và đo đoạn b a_ giới hạn bởi hai giao điểm của 2 tiếp tuyến với trục tung () : b a_ = 97.3 ( mm)

Cuối cùng ta tính được mômen quán tính của bánh đà :

Jd = (J.ab)/( tgmax - tgmin ) = 0,321050,028.970,,29443 = 102,228 (kg.m2)

Chọn đường kính bánh đà là D = 0,6 (m)  khối lượng của bánh đà là:

D d

4.J

= 0,6 2

102,228