Bài giảng Cơ khí đại cương: Chương 8 - Máy công cụ. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Phân loại và ký hiệu máy công cụ, các cơ cấu truyền động, các máy công cụ cơ bản. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
Trang 1Chương 8: MÁY CÔNG CỤ
I PHÂN LOẠI VÀ KÝ HIỆU MÁY CÔNG CỤ
1.1 Phân loại:
- Theo khối lượng:
- Theo độ chính xác của máy:
- Theo mức độ gia công của máy gồm:
+ loại nhẹ: dưới 1 tấn + loại trung bình: dưới 10 tấn + loại hạng nặng: từ 10 tấn trở lên
+ độ chính xác thường + độ chính xác cao + chính xác rất cao
+ Máy vạn năng: có công dụng chung để gia công nhiều loại chi tiết có hình dạng, kích thước khác nhau
+ Máy chuyên môn hoá: dùng để gia công một loại hay một vài loại chi tiết có hình dạng
tương tự nhau (như dạng trục bậc, bạc, vòng bi v.v…)
+ Máy chuyên dùng: gia công một loại chi tiết có hình dạng kích thước nhất định
- Phân loại theo công cụ và chức năng làm việc: nhóm máy tiện, khoan, mài, phay, bào, v.v…
- Phân loại theo mức độ tự động hóa: máy thủ công, máy bán tự động, máy CNC, máy DNC
Trang 21.2 Ký hiệu máy cắt:
- Chữ đầu tiên chỉ nhóm máy: T tiện; KD Khoan doa; M mài; TH tổ hợp; P phay; BX -bào xọc; C - cắt đứt; …
- Chữ số tiếp theo biểu thị kiểu máy, đặc trưng cho một trong những kích thước quan trọng của chi tiết hay dụng cụ gia công
- Các chữ cái để chỉ rõ chức năng, mức độ tự động hoá, độ chính xác và cải tiến máy
Ví dụ: T620A: chữ T - tiện; số 6 - kiểu vạn năng; số 20 - chiều cao tâm máy là 200 mm tương ứng với đường kính lớn nhất gia công trên máy là 400mm, chữ A - đã cải tiến từ máy T620
Theo tiêu chuẩn Việt Nam, máy công cụ có 5 cấp chính xác theo các chữ cái E, D, C, B, A
Trong đó E là cấp chính xác thường; B là cấp chính xác đặc biệt cao; A là cấp siêu chính xác
II CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG
2.1 Những khái niệm cơ bản:
2.1.1 Tỷ số
truyền:
tỷ số truyền (ký hiệu là i) là tỷ số giữa số vòng quay của trục bị động (n2) trên
số vòng quay của trục chủ động (n1)
Z
K Z
Z d
d n
n
2
1 2
1 1
2
i - tỷ số truyền
n - số vòng quay,
d - đường kính puli
Z - số răng của bánh răng
K - số đầu mối trục vít, chỉ số 1: biểu thị trục chủ động chỉ số 2: biểu thị trục bị động
Trang 32.1.2 Phân loại cơ cấu truyền động:
- Cơ cấu truyền động phân cấp: cơ cấu truyền động chỉ cho một hoặc một số cấp tốc độ nhất định,
VD: các bộ truyền bánh răng, đai truyền,
- Cơ cấu truyền động vô cấp: là cơ cấu truyền động cho nhiều cấp tốc độ liên tục, VD: bánh ma
sát, truyền động thủy lực
- Cơ cấu truyền động gián đoạn: là cơ cấu truyền động mà phần bị động chỉ thực hiện được gián
đoạn sau mỗi hành trình đầy đủ của phần chủ động, VD: cơ cấu cóc dùng trong bàn chạy dao của máy bào
2.2 Các cơ cấu truyền động trong máy
:
2.2.1 Truyền động đai: Đai thang hay đai dẹt truyền chuyển động quay tròn giữa hai puli với tỷ số
truyền i
. 2
1 2
1
n
n D
D
i
- hệ số trượt D1, D2 - đường kính ngoài của các puli n1, n2 - vận tốc vòng của puli 1 và puli 2
Trang 42.2.2 Truyền động bánh
răng:
gồm những cặp bánh răng trụ hoặc côn ăn khớp với nhau
Loại truyền động này nhằm truyền chuyển động quay giữa các trục song song hay vuông góc với nhau nhờ các bánh răng
1
2 2
1
n
n Z
Z
i Z1, Z2 - số răng của bánh răng
n1, n2 - số vòng quay của bánh răng
2.2.3 Truyền động trục vít - bánh vít:
là dạng truyền động quay giữa hai trục không song song Bánh vít có số răng Z bv ăn khớp với trục vít có số đầu mối
K (K = 1, 2, 3).
Tỷ số truyền của loại truyền động này rất nhỏ và tính theo công thức i = K/Z bv dùng để thay đổi ở mức độ lớn giá trị vòng quay n giữa hai trục quay
Trang 52.2.4 Truyền động trục vít me - đai ốc:
Biến chuyển động quay tròn thành chuyển động tịnh tiến
Độ dài tính tiến S được tính theo số vòng quay n và bước trục vít tx: S = n.t x
Trục vít me có thể chỉ là một đầu mối, hai đầu mối, răng trái hay răng phải
2.2.5 Truyền động thanh răng - bánh răng:
Biến chuyển động quay thành tịnh tiến hoặc ngược lại
Sự ăn khớp giữa thanh răng có bước t = m và bánh răng có số răng Z được tính theo công thức:
S = t.Z.n = mZn
m - số modun của răng n- số vòng quay của bánh răng Z.
Z - số răng của bánh răng
Trang 62.3 Các cơ cấu thay đổi tốc độ:
3.1 Cơ cấu bánh răng di trƣợt: là cơ cấu dùng để thay đổi tốc độ quay giữa các trục
3
1
Z
Z
4
2
Z
Z
i
3.2 Cơ cấu li hợp vấu:
3
1
Z
Z
4
2
Z Z
i
Trang 73.3 Khối bánh răng hình tháp – cơ cấu nooctông:
Trên trục chủ động có một khối bánh răng hình tháp có số răng từ z1 z6 nhận cùng một số vòng quay n1 Để truyền sang trục bị động II cần có bánh răng trung gian za luôn luôn ăn khớp với bánh di trượt zb lắp trên trục II ở tại các
vị trí tương ứng sẽ có i tương ứng
b
i b
a a
i
Z
Z Z
Z Z
Z
3 Cơ cấu đảo chiều quay:
Theo nguyên tắc nếu số trục chẵn thì trục bị động quay ngược chiều với trục chủ động Nếu số trục là số lẻ, trục bị động và trục chủ động quay cùng chiều
Trang 8III CÁC MÁY CÔNG CỤ CƠ BẢN
1 Khái niệm về định vị - chuẩn - gá kẹp trên máy công cụ:
1.1 Bậc tự do:
Một khối lập phương trong không gian bị khống chế bởi mặt xOy 3 bậc tự do: Tz, Qy, Qx; mặt yOz
2 bậc tự do: Tx, Qz; mặt zOx 1 bậc tự do: Ty
1.2 Nguyên tắc định vị: Khi bậc tự do đã được khống chế thì vị trí theo phương đó đã được xác
định, gọi là định vị
Điều kiện cần và đủ để một vật rắn trong không gian được định vị (cố định hoàn toàn) là: 6 bậc
tự do được khống chế, trong đó 3 bậc tự do phải được khống chế theo 3 phương khác nhau và một trục quay tức thời không trùng với 6 bậc tự do
- Một mặt phẳng khống chế 3 bậc tự do
- Một đường thẳng khống chế 2 bậc tự do.
- Một điểm khống chế 1 bậc tự do.
- Một khố V ngắn, chốt trụ ngắn, mặt trụ ngắn, mặt côn ngắn khống chế 2 bậc.
- Một khố V dài, chốt trụ dài, mặt trụ dài, mặt côn dài khống chế 4 bậc tự do.
Trang 9- Mặt cầu khống chế 3 bậc tự do.
- Chốt trám chỉ khống chế 1 bậc tự do Những trường hợp siêu định vị gồm:
- Khống chế quá sáu điểm (sáu bậc tự do)
- Khống chế bậc tự do trùng lặp
- Khống chế quá hai bậc tự do trên một đường thẳng
- Khống chế quá ba bậc tự do trên một mặt phẳng
1.3 Ký hiệu qui ước:
1 Tính chất công nghệ của bề mặt
2 Mặt tiếp xúc (chuẩn):
- Mặt thô: nét kép =>
- Mặt tinh: nét đơn ->
3 Chức năng thành phần công nghệ: Vấu tì, chốt, chốt trám,…
4 Mặt tiếp xúc:
Trang 101.4 Chuẩn – gá kẹp:
- Chuẩn thô là bề mặt được chọn lần đầu, chỉ chọn một lần duy nhất
- Chuẩn tinh là bề mặt chọn để gá kẹp trong những bước gia công tiếp theo
Ví dụ: gia công bề mặt lỗ trên một phôi đúc hình trụ, ta có 2 trường hợp để chọn chuẩn thô:
- Nếu phôi đặc, ta chọn mặt trụ ngoài của phôi làm chuẩn và kẹp trên máy tiện, để khoan lỗ Sau đó lấy lỗ làm chuẩn tinh để gia công mặt t.
- Nếu phôi có lỗ đúc, ta lấy lỗ làm chuẩn thô, để gia công mặt trụ ngoài
Nguyên tắc chọn chuẩn thô:
- Chuẩn thô chỉ dùng một lần duy nhất
- Nếu có một bề mặt không gia công, ta chọn bề mặt đó làm chuẩn thô
- Nếu có một số bề mặt không gia công, ta chọn mặt có vị trí chính xác nhất
- Nếu các bề mặt đều gia công, chọn bề mặt có lượng dư đều đặn
Chuẩn tinh được chọn theo nguyên tắc sau:
- Chọn chuẩn tinh chính (tương tự lúc chi tiết làm việc) Ví dụ: gia công bánh răng, ta lấy lỗ làm chuẩn tinh để gia công các bề mặt (vì lỗ là bề mặt lắp ghép)
- Chuẩn tinh chọn trùng với gốc kích thước (tránh sai số tích luỹ)
- Tránh chọn chuẩn tinh trên bề mặt mà sau khi kẹp chặt bị biến dạng
- Chọn chuẩn tinh sao cho đồ gá thuận tiện
- Chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá