Chuyển động học trong máy cắt kim loại - Chương 9c

Máy là tất cả như ng công cụ hoạt động theo nguyên tắc cơ học dùng làm thay đổi một cách có ý thư c về hình dáng hoặc vị trí của vật thể. Cấu trúc, hình dáng và kích thư ớc của máy rất khác nh

IV.1.2.4.6 Kết cấu chấu kẹp phôi :

Chấu kẹp phôi dùng phổ biến trong các máy nư ûa tư ï động và tư ï động, thư ờng để gia công các chi tiết có bề mặt kẹp là hình trụ hay lăng trụ đối xư ùng Trong các máy tiện tư ï động gia công thép thanh, chấu kẹp đư ợc dùng rất rộng rãi

Chấu kẹp là một ống ngắn có xẻ đư ùt nhiều rãnh ở một đầu, trên hình 4.41a là một

ví dụ Ở đầu các má kẹp, bên ngoài có hình côn thuận hoặc nghịch mài nhẵn, bên trong là lỗ kẹp với hình dạng như hình dạng phần của kẹp phôi Thư ờng thư ờng đó là là hình tròn, hình vuông và hình sáu cạnh (hình 4.41b) Số rãnh xẻ

đư ùt là ba, đôi khi bốn Chấu ba má kẹp phôi ở ba điểm với lư ïc kẹp tư ơng đối đều,

ở chấu bốn má sư ï phân phối lư ïc kẹp phôi ở ba điểm với lư ïc kẹp tư ơng đối đều, ở chấu bốn má sư ï phân phối lư ïc kẹp không đư ợc xác định, mặc dù chế tạo chấu bốn má đơn giản hơn Chấu kẹp nằm trong lòng trục xác định, mặc dù chế tạo chấu bốn má đơn giản hơn Chấu kẹp nằm trong lòng trục chính, hình côn của chấu ư ùng với bề mặt côn trong của trục chính, chên chấu sẽ kẹp hay nhả phôi tùy theo chiều di chuyển dọc của nó tro ng trục chính

Yêu cầu kỹ thuật đối với cơ cấu kẹp

1 Lư ïc kẹp phải tập trung và bảo đảm độ đồng tâm của phôi với trụch chính

2 Chiều dài của phôi đư ợc phóng ra không thay đổi

3 Kẹp bảo đảm phôi không xoay và không trư ợc dọc

4 Phôi không bị rung

H IX.33 Oáng kẹp phôi thanh theo hình dạng phôi

5 Lư ïc kẹp bình thư ờng khi kích thư ớc của phôi thay đổi trong phạm vi cho phép

6 Kết cấu đơn giản , kích thư ớc nhỏ

Điểm cuối cùng này rất quan trọng nhất là đối với máy nhiều trục, vì chấu kẹp lớn thì trục phôi và khối trục phôi sẽ rất lớn

Ngoài ra, yêu cầu nhiệt luyện chấu kẹp phải đặc biệt , sao cho đầu chấu (chỗ kẹp ) phải cư ùng, phần giư õa phải đàn hồi và đôikhi đuôi chấu (chỗ cắt ren nếu có ) phải tư ơng đối mềm

Mỗi một chấu kẹp chỉ dùng cho một loại thép thanh có kích thư ớc nhất định , vì thế nếu sư û dụng chấu kẹp liền ( không có má ghép ) thì trong mỗi máy có dư ï trư õ một bộ nhiều chấu kẹp với kích thư ớc và hình dạng lỗ kẹp khác nhau

Để tránh sư ï tốn kém đó và khỏi nhiệt luyện phư ùc tạp, ngư ời ta dùng chấu với má ghép : bên trong các má có như õng miếng lót thay thế và đư ợc kẹp chặt bằng như õng vít Kết cấu chấu ghép có nhiều loại khác nhau, như ng yêu cầu chung là phải làm thế nào để định vị tốt các miếng lót và chúng đảm bảo truyền lư ïc lớn Thuận tiện hơn cả là kết cấu mà ghép cho ghép không cần tháo chấu kẹp ra khỏi trục chính khi thay miếng lót, tư ùc là kẹp miếng lót tư ø phía đầu trục chính

Ư u điểm của loại chấu má ghép :

1 ) Bộ chấu kẹp cho phôi khác nhau đư ợc thaybằng bộ như õng miếng lót

H IX.34 Oáng kẹp với má ghép

2 ) Nhiệt luyện riêng chấu kẹp và các miếng lót dễ dàng ;

3) Có thể chọn vật liệu thật tốt để làm các miếng lót

Như ợc điểm của loại chấu này là

1) Kẹp phôi không đư ợc bảo đảm vì vít kẹp các miếng lót không đư ợc

vư õng và dễ bị long ra trong quá trình gia công

2) Kết cấu của chấu phư ùc tạp :

Để kẹp loại phôi thôi , kích thư ớc hư ớng kích thư ớc dung sai lớn (thép cán nóng, chư a qua khâu rút nguội hay mài vô tâm), ngư ời ta dùng chấu kẹp má ghép tư ï lư ïa trong loại này, kết cấu má ghép có khác, khá phư ùc tạp , không kẹp bằng vít, mà hay dùng chốt trơn với lò xo Ở các máy tư ï động gia công loại chi tiết tinh vi chính xác , lặc cư ùt bé, lỗ chấu kẹp đư ợc mài nhẵn để bề mặt chỗ kẹp của chi tiết không bị hư hỏng Trong các máy lớn, ngư ời ta làm bề mặt lỗ chấu kẹp nhám để tăng ma sát giư õa phôi và các má hay các miếng lót của chấu

IV.1.2.4.6.1 Các loại chấu kẹp phôi

Có ba phư ơng pháp kẹp phôi và ư ùng với đó là ba loại kẹp

Loại I : Chấu có mặt côn thuận, khi kẹp phôi cần lư ïc nén chấu kẹp theo Loại II : Chấu có mặt côn ngư ơc, khi kẹp pho âi cần lư ïc kéo chấu kẹp theo chiều dọc

Loại III : Chấu có mặt côn ngư ợc, khi kẹp phôi cần lư ïc bóp đầu chấu kẹp theo hư ớng kính

a Phương pháp kẹp 1 và các laọi chấu kẹp I

Ly hợp 2 chạy về bên trái một đầu cần 3 nâng lên, đầu kia tư ïa vào điểm cố định , nên tâm quay của cần 3 lùi về bên trái, kéo ống kẹp 4 và chấu kẹp 5 , phôi đư ợc kẹp chặt

1

2

5 Q

H IX.35 Cơ cấu kẹp loại 1

Ưu điểm :

- Độ đồng tâm của chấu kẹp tốt : Mặt côn trong gia công ngay ở trục chính, cho nên độ đồng tâm giư õa lỗ côn và lỗ trục, trong trục chính cao

- Lư ïc cắt dọc cùng chiều với lư ïc kẹp Q , nên kẹp phôi càng tốt hơn

- Gối chắn phôi không bị lư ïc kẹp tác dụng thêm, lâu hỏng

- Trong quá trình phóng phôi không bị kẹp như trư ớc

Khuyết điểm :

- Lỗ con của trục chính mòn, sư ûa hay thay trư ïc chính khó và đắt hơn thay nắp trục có lỗ côn như ở trên có thể khắc phục điểm này bằng cách lắp tỏng đầu trục chính cái bạc cõ lỗ côn, khi mòn chỉ thay bạc

- Chấu kẹp có phần cắt ren để nối với ống kẹp Đó là chỗ yếu , hay bị đư ùt

- Chấu kẹp bằng thép tôi cư ùng, chịu kéo kém hơn chịu nén

- Lư ợng phôi phóng không chính xa ùc lắm, vì sau khi phôi chạm gối chắn, chấu kẹp lùi để kẹp phôi, kéo phôi lùi theo Lư ợng phôi chạy lùi khác nhau, một trong như õng nguyên nhân là đư ờng kính của phôi có dung sai không như nhau

Loại chấu kẹp này dùng rất phổ biến , nhất là trong máy nhiều trục chính , vì kích thư ớc của nó nhỏ hơn loại III

b-Phương pháp kẹp II và loại chấu kẹp II :

Cam 1 của trục phân phối hay trục phụ đẩy ly hợp 2 về bên trái Cần 3 có tâm quay cố định, một đầu nâng lên, đầu kia tiến về bên phải , đẩy nén ống 4 và chấu kẹp 5 Bị ép trong mặt côn của nắp trục chính, chấu 5 kẹp chặt phôi Khi mở tháo phôi - quá trình ngư ợc lại dư ới tác dụng có tính đàn hồi c ủa các má chấu kẹp

Q

5

4

1

H IX.36 Cơ cấu kẹp ph6i loạiII

Ưu điểm :

- Kết cấu chấu kẹp đơn giản, chấu kẹp không có phần cắt ren

- Chấu kẹp thép tôi cư ùng , chịu nén tốt hơn chịu kéo

Khuyết điểm :

- Độ đồng tâm của chấu kẹp không cao : Đuôi c hấu kẹp trư ợt trong lòng trục chính, đầu côn của chấu kẹp vào mặt côn của nắp trục chính (có nắp là vì khó gia công mặt côn như vậy ngay trong trục chính) ,nắp ghép với trục khó bảo đảm độ đồng tâm

- Lư ïc cắt dọc trục ngư ợc chiều với lư ïc kẹp Q, do đó chấu kẹp có thể bị đẩy lùi và mở ra, phôi chạy lùi trong quá trình gia công

- Gối chắn phôi chóng mòn và chóng hỏng : sau khi phóng, phôi chậm sát vào gối chắn , lúc kẹp - chấu kẹp lại đẩy phôi tiến tới một tí nư õa, ép phôi càng mạnh vào gối chắn

- Trong quá trình phóng phôi, do ma sát lớn, có thể xảy ra hiện tư ợng là phôi kéo chấu kẹp theo, các má của chấu kẹp lại và giư õ không cho pho âi tiến tới,

lư ợng phóng phôi không đủ, hỏng sản phẩm

Vì như õng như ợc điểm trên, loại chấu kẹp nàykhông dùng trong các máy tư ï động hiện đại nư õa

Ly hợp 2 chạy về bên trái một đầu cần 3 nâng lên, đầu kia tư ïa va øo điểm cố định , nên tâm quay của cần 3 lùi về bên trái, kéo ống kẹp 4 và chấu kẹp 5 , phôi đư ợc kẹp chặt

Ưu điểm :

- Độ đồng tâm của chấu kẹp tốt : Mặt côn trong gia công ngay ở trục chính, cho nên độ đồng tâm giư õa lỗ côn và lỗ trục, trong trục chính cao

- Lư ïc cắt dọc cùng chiều với lư ïc kẹp Q , nên kẹp phôi càng tốt hơn

- Gối chắn phôi không bị lư ïc kẹp tác dụng thêm, lâu hỏng

- Trong quá trình phóng phôi không bị ke ïp như trư ớc

Khuyết điểm :

- Lỗ con của trục chính mòn, sư ûa hay thay trư ïc chính khó và đắt hơn thay nắp trục có lỗ côn như ở trên có thể khắc phục điểm này bằng cách lắp tỏng đầu trục chính cái bạc cõ lỗ côn, khi mòn chỉ thay bạc

- Chấu kẹp có phần cắt ren để nối với ống kẹp Đó là chỗ yếu , hay bị đư ùt

- Chấu kẹp bằng thép tôi cư ùng, chịu kéo kém hơn chịu nén

- Lư ợng phôi phóng không chính xác lắm, vì sau khi phôi chạm gối chắn, chấu kẹp lùi để kẹp phôi, kéo phôi lùi theo Lư ợng phôi chạy lùi khác nhau, một trong như õng nguyên nhân là đư ờng kính của phôi có dung sai không như nhau

Loại chấu kẹp này dùng rất phổ biến , nhất là trong m áy nhiều trục chính , vì kích thư ớc của nó nhỏ hơn loại III

c- Phương pháp kẹp III và chấu kẹp III :

Cam 1 đẩy ly hợp 2 chạy sang phải, một đầu cần 3 bị ép xuống, đầu khác

tư ïc vào điểm cố định, cho nên đỉnh cầu 3 đa åy ống 4 về bên phải, chấn kẹp 5 không thể trư ợt dọc, các má bị mặt côn trong của ống 4 bóp lại và phôi đư ợc kẹp chặt khi ly hợp 2 sang trái, do tính đàn hồi của chấu kẹp 5 , ống 4 lùi về bên trái, phôi đư ợc thả lỏng

Ưu điểm : Cơ cấu này tránh đư ợc hầu hết các khuyết điểm của hai loại

trên :

- Bảo đảm lư ợng phôi phóng chính xác (ống kẹp không di chuyển theo chiều trục )

- Ống kẹp không có chỗ yếu, không có ren

- Lư ïc kẹp truyền quá các cầu đầu má, ư ùng suất nén bé, nên chấu rất bền

Khuyết điểm chủ yếu là có ống bao ngoài chấu kẹp, kích thư ớc của trục

chính lớn Vì thế loại chấu kẹp này không dùng trong các máy tư ï động nh iều trục chính (khối trục chính sẽ rất lớn ) mà chỉ dùng trong máy tư ï động một trục chính

Chấu kẹp loại III cũng thư ờng dùng trong các loại máy để gia công chính xác như õng chi tiết nhỏ, lặc cắt bé Lư ïc đẩy ống 4 do lò xo thư ïc hiện nên lư ïc kẹp

tư ơng đối cố định mặc dù sai số kích thư ớc của phôi khác nhau Khi tháo lỏng phôi , cam đẩy ly hợp 2 về bên trái, ép lò xo lại, chấu kẹp đàn hồi , tư ï mở rộng

IV.1.2.5 Các phương pháp cắt ren trên máy tự động:

H IX.36 Cơ cấu kẹp ph6i loạiIII

5 4

3 2

1

Q

1) Giới thiệu:

 Dụng cụ cắt ren chủ yếu là bàn ren, dao răng lư ợc, thư ờng dùng cắt ren ngoài, chi tiết thư ờng có đư ờng kính nhỏ

-Máy thư ờng có hai trục chính nằm đối diện nhau, 1 trục mang phôi trục kia mang dụng cụ cắt

Hai trục này có thể quay cùng chiều hay ngư ợc chiều nhau và có thể thay đổi vận tốc quay

-Để bàn ren ít bị mài mòn, ta có thể điều chỉnh vận tốc khi cắt và khi lùi dao khác nhau

+ Tốc độ cắt tăng khi hai trục quay ngư ợc chiều nhau

+ Tốc độ cắt giảm khi hai trục quay cung chiều

N(gia công)= n(fôi)  n(dụng cụ cắt) Dấu (+):Khi hai trục quay khác chiều

Dấu (-):Khi hai trục quay cùng chiều

* Sau đây là một số phư ơng pháp cắt ren trên máy tư ï động, các kí hiệu sẽ dùng:

npt _ số vòng quay trong một phút của trục phôi khi tiện ngoài

npcr_ số vòng quay trong một phút của trục phôi khi cắt ren

nplr_ số vòng quay trong một phút của trục p hôi khi lùi ren

ndcr _ số vòng quay trong một phút của trục dụng cụ khi cắt ren

ndlr _ số vòng quay trong một phút của trục dụng cụ khi lùi ren

ncr _ số vòng quay trong một phút cho phép khi cắt ren

nlr _ số vòng quay trong một phút cho phép khi lùi ren

*Số vòng quay cho phép khi cắt ren:

d

v

.

1000





Gồm 7 Phư ơng Pháp:

: Chiều quay khi cắt ren

: Chiều quay khi lùi ren

a)Phư ơng pháp 1:

Nguyên lý:

+ Khi cắt: -Phôi đư ùng yên, npcr =0, ndcr = ncr,

-Dụng cụ quay thuận, ndcr = ncr +Khi lùi: - Phôi đư ùng yên, nplr =0

-Dụng cụ quay ngư ợc lùi ra, ndlr = nlr b)Phư ơng pháp 2:

 Nguyên lý: + khi cắt: - Phôi quay thuận, npcr = ncr;

-Dụng cụ không quay, tiến vào, ndcr =0 +Khi lùi: - phôi quay ngư ợc, nplr = nlr

- dụng cụ không quay, lùi ra;ndlr =0

- Phư ơng pháp này dùng trên máy tiện rêvolve

- Nhược điểm: Chu kì lùi dao ra của bàn dao ngang, không thể tiếp tục gia

công nguyên công cắt đư ùt ( cắt đư ùt phôi trên máy tiện)

c)Phư ơng pháp 3:

 Nguyên lý:

+ khi cắt: -Phôi không quay; npcr=0,

-Như ng dụng cụ cắt quay;ndcr= ncr + Khi lùi: -Phôi quay,nplr = nlr,

-Dụng cụ không quay, và lùi ra; nplr = 0

 Dùng để gia công như õng chi tiết bé trên máy tiện tư ï động

d)Phư ơng pháp 4:

 Nguyên lý:

+ Khi cắt: - Phôi quay; npcr=npt

- Dụng cụ cắt quay cùng chiều với phôi như ng nhanh hơn; ndcr = npt+ ncr

+ Khi lùi: -Phôi quay như cũ; nplr=0,

- Dụng cụ cắt không quay;ndlr =0 + Phư ơng pháp này dùng nhiều trên máy tiện tư ï động nhiều trục, máy tiện

tư ïđộng định hình dọc 1 trục

+ Nhược Điểm: bàn ren mau bị mòn ( do vận tốc lùi nhanh)

e)Phư ơng pháp 5:

-Sơ đồ:

Nguyên lý:

+khi cắt:- Phôi quay; npcr = npt,

-Dụng cụ cắt quay cùng chiều với phôi, như ng nhanh hơn; ndcr=npt+ ncr

+ Khi lùi ren: -Phôi quay như cũ,nplr = npt,

-Dụng cụ cắt quay cùng chiều phôi như ng chậm hơn; ndlr = npt-nlr

- Phư ơng pháp này áp dụng nhiều trên máy tiện tư ï động nhiều trục

f)Phư ơng pháp 6:

+ Phư ơng pháp dùng bàn ren tư ï mở: bàn ren sau khi cắt xong, tư ï động mở

ra và lùi về nhanh

+ Gồm hai cách cắt:

a) Dùng phương pháp cắt đuổI

 Nguyên lý:

+Khi cắt: -Phôi quay, npcr = npt,

-Dụng cụ cắt quay cùng chiều với phôi, như ng nhanh hơn; ndcr = npt +ncr

+ Khi lùi: -Phôi vẫn quay, nplr = npt

-Như ng dụng cụ cắt không quay; ndlr = 0 b) Phư ơng Pháp Không Cắt Đuổi:

+ Khi cắt: -phôi quay nhanh,npcr=ncr

-dụng cụ cắt không quay; ndcr =0 + Khi lùi:- Phôi quay ngư ợc lại; nlr=ncr

-Dụng cụ cắt không quay; ndlr =0

- Phư ơng pháp này thư ơng dùng trên các máy tư ï động chuyên dùng

g)Phư ơng pháp 7:

 Dùng bàn ren lư ợc:

+ Khi cắt: -Phôi quay,npcr=ncr,

-Dùng cụ cắt không quay mà tịnh tiến hư ớng kính, đạt đến chiều sâu cắt; ndcr = 0

+ Khi lùi: -Phôi quay theo chiều ngư ợc lại; nplr = ncr

-Dụng cụ cắt không quay; ndlr = 0 -Phư ơng pháp này dao tịnh tiến vào đúng chiều sâu, sau đó lùi ra,tiến về vị trí cũ bên phải

- Phư ơng pháp này tuy chậm như ng tốt hơn các phư ơng pháp khác, nên đư ợc dùng nhiều ở các ngành cơ khí chính xác

+ Số vòng quay (n) cần thiết khi cắt ren

+ Hệ số qui dẫn:

+ Z: số vòng ren cần cắt

+ L: chiều dài đoạn có ren

+ T: bư ớc ren

* Bài Tập Aùp Dụng Ï:

+ Dùng phư ơng pháp cắt đuổi,cắt ren theo bản vẽ trên máy tư ï động định hình dọc:

Các số liệu cho trư ớc: vt = 75 m/f, Vcr = 6 m/f

7 14 , 3

75 1000

f v

n f   , chọn theo vận tốc có trên máy:

n = 3600 (v/f)

Số vòng quay khi cắt ren: nr = 382 v/f

Số vòng quay dụng cụ cắt: nf + nr =3600 +382 = 3982 (v/f)

Cr =3600/382 = 9,4

Số vòng ren cần cắt: 22.5

8 0

18



t

Z , để tránh va đập cần lấy thêm,

Z = 1,5 vòng

Vậy số vòng ren cần cắt là: Z = 22,5 + 1,5 = 24 vòng

Số vòng quay cần thiết khi cắt ren: n f = z.Cr = 24 9,4 = 228 vòng

Số vòng quay cần thiết khi tiện: 400.( )

05 0

20

vong S

L n t

Số vòng quay cần thiết của trục phôi để gia công chi tiết:

n = 400 + 228 = 628 (vòng)

+ Số vòng quay của trục dụng cụ tùy thuộc vào đư ờng kính của chi tiết gia công

T

L r r

or

FT r

C Z C n

n

n C

.

10 2











V Sơ đồ động máy thuộc nhóm 2:

V.1.Máy tiện tư ï động nhiều trục:

V.1 2.Nguyên lý làm việc:

Là loại máy tiện có nhiều trục chính đư ợc đặt theo phư ơng ngang và thẳng đư ùng dùng để mang phôi hoặc dao chuyển động quay tròn, tất cả các trục lắp chung với nhau tạo thành bộ trục chính

 Hình minh họa:

Đặc điểm: dùng để gia công chi tiết tư ø phôi thanh hoặc tư ø phôi đúc

 Áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

 Phư ơng pháp song song: các bàn dao thư ïc hiện gia công cùng một lúc

 phư ơng pháp nối tiếp: các bàn dao thư ïc hiện gia công chi tiết một cách có thư ù tư ï

 Nguyên lý làm việc:

1.Trục chính, số lư ợng 6 trục

2.Chu vi khối trục chính

3.Bàn dao ngang, số lư ợng 6 bàn lắp xung quanh khối trục chính

4.Trục tâm có lắp bàn dao dọc (5) phục vụ cho tất cả các trục chính, + Bàn dao dọc có dạng 6 cạnh mỗi cạnh có bàn trư ợt để gá dao, tư ơng ư ùng với tư øng trục chính

+ Các bàn dao ngang này nhận chuyển động tư ø các cam riêng lẽ

+ Bàn dao dọc nhận chuyển động tư ø một cam chung, trên bàn dao dọc có thể lắp 1 giá dao trư ợt đư ợc điều khiển tư ø một cam r iêng biệt

-Các trục chính nhận chuyển động tư ø trục (6) qua bánh răng trung tâm (7) -Khi gia công thời gian gia công gần như nhau ở tất cả các vị trí

-Nếu nguyên công quá dài thì có thể phân ra thành nhiều vị trí kế ti ếp thư ïc hiện bằng như õng dao cắt khác nhau, đến vị trí cuối cùng là cắt đư ùt chi tiết và chuẩn bị để gia công chi tiết tiếp theo

H IX.28 Sơ đồ trục chính máy nhiều trục