Máy Tiện Ren vít Vạn Năng 1k62 Zn=23 có bản cad

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn đồ án
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................

Thái Nguyên, ngày . . . tháng . . . năm 2021
Giáo viên hướng dẫn

Nhận xét của giáo viên chấm đồ án
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................

Thái Nguyên, ngày . . . tháng . . . năm 2022
Giáo viên chấm đồ án

-1-


TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

KHOA CƠ KHÍ

NAM

BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Sinh viên thiết kế

:

MSSV

:

Lớp

:

Chuyên ngành

:

GVHD

:

Ngày giao đề tài

:

Ngày hoàn thành

:

Nội dung đề tài

:

Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng

+ Chiều cao tâm máy H = 200
+ Zn = 23, nmin = 12,5 (v/ph), φ = 1,26
+ Tiện ren hệ met với chỉ số ren:0,5192
+ Tiện ren hệ Anh với chỉ số ren: 961
+ Sd = 2Sn = 0,07 4,16 mm/vòng
Số lượng và kích thước bản vẽ: 02 bản A0
1.
2.
3.
4.
5.

Sơ đồ động toàn máy
Khai triển hộp chạy dao
Khai triển hộp tốc độ
Khai triển hộp xe dao
Khai triển ụ động.

Thái Nguyên, ngày
TRƯỞNG BỘ MÔN

tháng

năm 2021

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Mục lục
-2-


Lời nói đầu....................................................................................................4
Phần mở đầu:....................................................................................................5
I. Tổng quan về máy tiện ren vít vạn năng..........................................5
II. Đặc điểm của máy tiện ren vít vạn năng........................................7
III. Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế.........................................8
Chương I: Thiết kế sơ đồ cấu trúc động học máy....................................................10
I.1. Tổng quan về sản phẩm và các phương pháp gia công trên máy. 10
I.2. Các sơ đồ gia công điển hình trên máy.........................................10
I.3. Tổng hợp cấu trúc động học máy.................................................13
I.4. Kết luận.........................................................................................14
Chương II: Thiết kế đặc tính kỹ thuật của máy.......................................................16
II.1. Thiết kế đặc tính cơng nghệ.........................................................16
II.2. Thiết kế đặc tính kích thước........................................................16
II.3. Thiết kế đặc tính động học..........................................................17
II.4. Thiết kế đặc tính động lực học....................................................19
Chương III: Thiết kế động học máy......................................................................22
III.1. Hộp tốc độ..................................................................................22

III.2. Hộp chạy dao.............................................................................41
III.3. Hộp xe dao.................................................................................57
Chương IV: Thiết kế động lực học máy.................................................................60
IV.1. Xác định chế độ làm việc của máy.............................................60
IV.2. Xác định lực kéo chạy dao.........................................................62
IV.3. Tính cơng suất động cơ..............................................................62
IV.4. Động lực học máy trong thời kỳ ổn định....................................65
Chương V: Thiết kế chi tiết máy...........................................................................67
V.1. Thiết kế cụm trục chính...............................................................67
V.2. Tính tốn bộ truyền bánh đai của hộp tốc độ...............................75
V.3. Tính ly hợp ma sát đĩa.................................................................77
V.4. Tính ly hợp vấu............................................................................79
V.5. Tính tốn bộ truyền bánh răng - thanh răng.................................80
V.6. Thiết kế vít me đai ốc..................................................................81
Chương VI: Thiết kế hệ thống bôi trơn làm nguội...................................................85
VI.1. Thiết kế hệ thống bôi trơn..........................................................85
Chương VII: Hướng dẫn sử dụng và điều chỉnh máy...............................................91
VII.1. Hướng dẫn sử dụng..................................................................91
VII.2. Hướng dẫn điều chỉnh máy.......................................................93

-3-


Tài liệu tham khảo
[1]- Thiết kế máy cắt kim loại.
Tác giả: Mai Trọng Nhân. (Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên).
[2]- Thiết kế máy công cụ.
Tác giả: Nguyễn Anh Tuấn - Phạm Đắp. (Nxb Khoa học Kỹ thuật).
[3]- Thiết kế máy công cụ.
Tác giả: Phạm Đắp. (Nxb Khoa học Kỹ thuật).

[4]- Hệ dẫn động cơ khí T1.
Tác giả: Trịnh Chất.
[5]- Hệ dẫn động cơ khí T2.
Tác giả: Lê Văn Uyển.
[6]- Giáo trình máy cắt kim loại T1,, T2. (Nxb khoa học kỹ thuật).
[7]- Giáo trình máy cắt kim loại T1, T2, T3, T4.
Tác giả: Bộ môn Máy & TĐH. (Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên).
[8]- Giáo trình vật liệu học.
[9]- Chi tiết máy T1, T2. Trịnh Chất - Lê Văn Uyển
[10]- Sức bền vật liệu.
Tác giả: Lê Quang Minh - Nguyễn Văn Lương.

-4-


Lời nói đầu

M

ột trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách

mạng khoa học kỹ thuật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp cơng nghiệp
hố - hiện đại hố đất nước ta nói riêng hiện nay đó là việc cơ khí hố và tự
động hố q trình sản xuất. Nó nhằm tăng năng suất lao động và phát triển
nhanh nền kinh tế quốc dân. Trong đó công nghiệp chế tạo máy cắt kim loại
và thiết bị đóng vai trị then chốt. Để đáp ứng như cầu này, đi đôi với công
việc nghiên cứu, thiết kế, nâng cấp máy cắt kim loại là việc trang bị đầy đủ
những kiến thức sâu rộng về máy cắt kim loại và trang thiết bị cơ khí hố
cũng như khả năng áp dụng lý luận khoa học vào thực tiễn sản xuất cho đội
ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật là không thể thiếu được.

Sau thời gian học tập tại trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp đến nay,
em đã hồn thành chương trình học của ngành cơ khí chế tạo máy. Để có sự
tổng hợp các kiến thức đã học trong các mơn học của ngành và có được sự
khái quát chung về nhiệm vụ của một người thiết kế, em được nhận đề tài:
"Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng".
Được sự chỉ bảo hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Thuận và
các thầy cô giáo trong bộ môn Chế tạo máy, cùng với sự nỗ lực cố gắng của
bản thân, đến nay b?n em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Do trình
độ cịn hạn chế nên đồ án chắc sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong
được sự chỉ bảo của các thầy cơ để em có điều kiện học hỏi thêm.
Em xin chân thành cảm ơn!.
Thái Nguyên, ngày . . . tháng . . . năm 2021
Sinh viên thiết kế

-5-


Nguyễn Hoàng Duy

-6-


Phần mở đầu
I. Tổng quan về máy tiện ren vít vạn năng
1. Khả năng cơng nghệ:
Trong nhà máy cơ khí, máy tiện chiếm một tỉ lệ khá lớn so với các máy
móc trang thiết bị khác. Máy tiện được sử dụng để gia cơng các chi tiết có bề
mặt trụ tròn xoay (bao gồm cả bề mặt trụ trong và trụ ngồi), bề mặt ren; bề
mặt định hình trịn xoay; bề mặt cam đĩa; xén mặt đầu; cắt rãnh; … Khi có
thêm đồ gá và các cơ cấu phụ trợ đặc biệt, máy tiện có khả năng hớt lưng, tiện

trục khuỷu, tiện các mặt đa diện và có thể khoan, khoét, doa, đánh bóng khi
có yêu cầu.
2. Phân loại máy tiện:
Để thuận tiện cho việc nghiên cứu khảo sát, trong nhóm máy tiện người
ta cũng chia ra các nhóm sau:
* Phân loại theo trọng lượng máy:
- Máy tiện loại nhẹ (< 1 tấn).
- Máy tiện loại trung (< 10 tấn).
- Máy loại nặng (> 10 tấn).
* Phân loại theo mức độ chính xác máy:
- Máy chính xác thơng thường (cấp E).
- Máy chính xác nâng cao (cấp D).
- Máy chính xác cao (cấp C).
- Máy chính xác đặc biệt cao (cấp B).
- Máy chính xác siêu cao (cấp A).
* Phân loại theo mức độ chun mơn hố:
- Máy tiện vạn năng.
- Máy tiện chun mơn hố.
- Máy tiện chun dùng.
* Phân loại theo mức độ tự động:
-7-


- Máy tiện thông thường.
- Máy tiện bán tự động.
- Máy tiện tự động.
- Máy tiện tổ hợp.
3. Các bộ phận chính của máy tiện:

1. Tay đặt trị số bước tiến hoặc bước ren; 2. Tay đặt bước tiến hoặc bước ren; 3, 20. Tay

điều khiển khớp ly hợp ma sát truyền động chính; 4, 7. Tay đặt tần số quay của trục chính;
5. Tay đặt ren tiêu chuẩn hoặc ren bước tăng; 6. Tay đặt ren trái hoặc ren phải; 8. Tay ngắt
bánh răng ra khỏi thanh răng khi cắt ren; 9. Tay dịch chuyển bàn trượt ngang; 10. Tay
quay và kẹp chặt ổ dao; 11. Tay dịch chuyển bàn trượt dọc; 13. Tay gạt bước tiến dọc và
ngang; 14. Tay hãm nòng ụ sau; 15. Tay hãm ụ sau trên băng máy; 21. Tay điều khiển đai
ốc 2 mưởng của vít me; 12. Cơng tắc cho chạy nhanh xe dao; 22. Nút bấm đóng mở động
cơ truyền động chính; 16. Vơ lăng nịng ụ sau; 23. Vơ lăng dịch chuyển bàn xe dao; 17.
Công tắc của đèn chiếu sáng cục bộ; 18. Công tắc chung; 19. Công tắc của máy bơm dung
dịch làm nguội.

4. Các hệ thống điều khiển của máy tiện:
* Hệ thống điều khiển của máy tiện rất đa dạng và phức tạp, tuy nhiên
về cơ bản nó bao gồm ba bộ phận chính sau:
-8-


- Bộ phận điều khiển.
- Bộ phận chấp hành để thực hiện các chuyển động theo tín hiệu điều khiển.
- Bộ phận trung gian truyền tín hiệu điều khiển từ bộ phận điều khiển
đến bộ phận chấp hành.
* Một số cơ cấu điều khiển chính của máy.
- Cơ cấu tác động vào hệ thống điều khiển.
- Cơ cấu dịch chuyển bánh răng.
- Cơ cấu xác định vị trí tay gạt.
- Cơ cấu điều khiển kẹp chặt.
- Cơ cấu điều khiển tập trung một tay gạt.
- Cơ cấu điều khiển chọn tốc độ,…
II. Đặc điểm của máy tiện ren vít vạn năng
Máy tiện ren vít vạn năng là loại máy được sử dụng rất phổ biến trong
thực tế. Với khả năng công nghệ của máy rất rộng rãi, gia công đạt độ chính

xác cao. Chính vì vậy máy tiện đóng vai trị rất quan trọng trong q trình sản
xuất ra sản phẩm của nhà máy cơ khí.
* Đặc trưng kỹ thuật của máy tiện.
Kích thước giới hạn của phơi và dao trong q trình cơng nghệ được
xác định theo kích thước cơ bản của máy. Máy tiện ren vít vạn năng thiết kế
có đường kính gia cơng lớn nhất trên băng máy là:
Dmax = 2H
+ Chiều cao tâm máy H = 200(mm)
Dmax = 400(mm)
+ Khoảng cách giữa hai mũi tâm:
L = (3,5  7)H
Chọn L = 5H = 5 . 200 = 1000(mm)
+ Đường kính lớn nhất của phơi gia cơng trên bàn dao là đường kính gia
cơng có hiệu quả nhất mà ta dùng để tính các đặc trưng kỹ thuật. Theo 3-2[1]
-9-


D1max = (1,2  1,4)H
Lấy

D1max = 1,2 H = 1,2 . 200 = 240(mm)

+ Đường kính phơi thanh lớn nhất có thể luồn qua lỗ trục chính.
Theo 3-4[1]:dmax = (0,15  0,2)D1max
Lấy

dmax = 0,2 D1max = 0,2 . 240 = 48(mm)

+ Đường kính bé nhất của phơi, theo 3-3[1]:
Dmin =

Trong đó:

1
Dmax
Rd

Rd - là phạm vi thay đổi đường kính: Rd = 8  10

Chọn Rd = 10  Dmin =

1
1
D1max =
. 240 = 24(mm)
10
10

Sử dụng đài gá dao, 4 chỗ gá bốn dao.
* Cấu trúc truyền dẫn động học máy gồm:
+ Xích tốc độ.
+ Xích tiện trơn.
+ Xích chạy dao tiện ren.
+ Xích chạy dao tiện ren chính xác.
+ Xích chạy dao nhanh.
III. Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế
Thiết kế máy là một q trình phân tích tổng hợp bao gồm các giai đoạn sau:
1- Thiết kế cấu trúc động học máy:
Nội dung công việc tổng hợp cấu trúc động học máy xuất phát từ đối
tượng gia công, phương pháp gia công, dụng cụ gia công để xây dựng sơ đồ
cấu trúc động học máy.

2- Các đặc trưng cơ bản của máy bao gồm:
Các đặc trưng công nghệ, kích thước, động học và động lực học.

- 10 -


3- Thiết kế động học máy:
Xuất phát từ sơ đồ cấu trúc động học và các đặc trưng động học cơ bản
để xác định các thông số động học cơ bản của cơ cấu máy và lập sơ đồ động.
4- Tính tốn động lực học máy:
Nhiệm vụ của bước thiết kế này là giải quyết bài toán thuận của động
lực học, xuất phát từ chế độ chuyển động, tính tốn lực tác dụng trên các chi
tiết, tính tốn chi phí năng lượng cung cấp và điều hoà năng lượng trong máy.
5- Tính chi tiết máy:
Xác định kích thước, hình dạng chi tiết đảm bảo chịu được tải trọng
yêu cầu.
6- Kết Cấu máy:
Trên cơ sở các giai đoạn trên và cùng với những hiểu biết về kết cấu,
người thiết kế tiến hành xây dựng kết cấu các bộ phận và toàn máy trên các
bản vẽ lắp.
7- Đề xuất những nguyên tắc cơ bản về chạy thử và sử dụng máy:
Kết luận
Quá trình thiết kế máy là một quá trình tổng hợp phức tạp. Cơng việc
hồn chỉnh bản thiết kế máy khơng phải dễ dàng đạt được ngay, mà đòi hỏi
người cán bộ thiết kế phải có được kiến thức chun mơn nhất định, phải ln
trau rồi tích lũy kinh nghiệm phong phú về nhiều mặt mới có thể hồn thành
bản thiết kế theo mong muốn.

- 11 -

Chương I
Thiết kế sơ đồ cấu trúc động học máy
I.1. Tổng quát về sản phẩm và các phương pháp gia cơng trên máy:
Một sản phẩm nào đó có thể thực hiện bằng những quy trình cơng nghệ
khác nhau và tương ứng là những máy khác nhau.Vì vậy yếu tố ảnh hưởng tới
sơ đồ ngun tắc máy là quy trình cơng nghệ mà máy đó thực hiện. Cho nên
phân tích lựa chọn phương pháp tạo hình tốt là nhiệm vụ đầu tiên của tổng
hợp cấu trúc động học máy. Máy máy tiện ren vít vạn năng là loại máy cơng
cụ được sử dụng rất rộng rãi, để gia công các bề mặt định hình trịn xoay, các
loại ren như ren quốc tế, ren mơđun, ren anh, ren pít. Có khả năng tiện trơn,
tiện cắt đứt, tiện ngoài, tiện trong, ngoài ra cịn có thể tiện được các bề mặt là
elíp nhưng phải chế tạo và thiết kế đồ gá. Máy còn có khả năng thực hiện các
ngun cơng khoan, kht, doa. Với loại máy này phù hợp với các loại hình
sản xuất.
I.2. Các sơ đồ gia cơng điển hình trên máy:
Bề mặt hình học các chi tiết máy rất đa dạng, nó thường được hợp thành
từ các bề mặt cơ bản khác nhau. Việc tạo hình các bề mặt cơ bản thực chất là
tạo hình đường sinh và đường sinh và đường chuẩn hay có thể tạo hình bằng
cách tạo ra đường sinh và thực hiện trượt đường sinh theo đường chuẩn.
Trong chế tạo máy có các phương pháp tạo hình như:
- Phương pháp chép hình.
- Phương pháp bao hình.
- Phương pháp quỹ tích (vết).
- Phương pháp tiếp xúc.
ở máy tiện ren vít vạn năng thì cơng việc gia cơng ren trên máy được
coi là điển hình vì sơ đồ gia cơng ren có số lượng chuyển động tạo hình là
nhiều nhất và phức tạp nhất. Nó có ý nghĩa quyết định nhất đối với sơ đồ cấu
trúc động học toàn máy. Ngồi ra trên máy cịn làm được những cơng việc

- 12 -


như gia cơng các bề mặt trịn xoay ngồi và trong. Các bề mặt này được hình
thành theo nguyên tắc sau:
+ Tiện trục trơn:
Bề mặt trụ trơn được hình thành bởi các đường tạo hình. Số lượng
thành phần chuyển động tạo hình được xác định theo cơng thức 2-1[1]/(37)
N = NS + NC Trong đó:

1
NT
2

NS- là số lượng thành phần chuyển động tạo hình đường sinh.
NC- là số lượng thành phần chuyển động tạo hình đường chuẩn.
NT- là số lượng thành phần chuyển động tạo hình trùng.

Với máy tiện ren vít vạn năng, số lượng thành phần chuyển động tạo
hình là:
N = 1+1- 0 = 2
- Sơ đồ:

Q

(1)

T
(2)
+ Chuyển động cắt gọt:

Là chuyển động cần thiết để thực hiện và duy trì q trình cắt. Thơng
thường chuyển động cắt trùng với chuyển động tạo hình, điều này làm cho
cấu tạo của máy đơn giản, song nó làm giảm năng xuất của máy.
+ Chuyyển động phân độ:
Là chuyển động cần thiết để dịch chuyển tương đối giữa dao và phôi
sang vị trí mới khi trên chi tiết có nhiều bề mặt cơ bản giống nhau. Với máy
thiết kế thì chuyển động phân độ được sử dụng khi ta cắt ren nhiều đầu mối
hoặc dịch bàn dao.

- 13 -


+ Chuyển động phụ:
Là chuyển động thực hiện dịch chuyển dao hay phôi với tốc độ lớn khi
không tham gia cắt gọt. Với máy tiện ren vít vạn năng gồm có các chuyển
động: chuyển động chạy dao nhanh, đóng mở các cơ cấu dẫn động, đảo
chiều,... Để tạo hình bề mặt trụ trơn cần có hai chuyển động chính là chuyển
động quay trịn của trục chính mang phơi (Q) và chuyển động tịnh tiến của
dao (T).
- Đường tạo hình động (đường sinh (1)).
- Đường tạo hình tĩnh (đường chuẩn (2)).
- Phương pháp gia công trụ trơn là phương pháp quỹ tích - sở dĩ như
vậy là vì khi tiện ngồi đường sinh (1) nhận được do vết của điểm A (điểm
đỉnh của mũi dao). Do phôi quay nên điểm đỉnh mũi dao luôn tiếp xúc với
đường sinh (1), đường chuẩn được tạo thành do phôi quay.
+ Tiện ren:
- Sơ đồ:



Bề mặt ren được hình thành như sau:
- Đường sinh là prơfin của ren được tạo ra bằng phương pháp chép
hình, khi đó Ns = 0.
- Đường chuẩn là đường xoắn vít trụ được tạo thành bằng phương pháp
quỹ tích. Nc = 2 hay Nc(Q, T) để tạo ra bề mặt ren thì hai chuyển động thành
phần là Q và T phải đảm bảo mối quan hệ động học khi trục chính mang phơi
- 14 -


quay được một vịng thì bàn xe dao dịch chuyển được một lượng bằng bước
ren. Tiện ren chính là phương pháp chép hình quỹ tích với các chuyển động
thành phần, chuyển động tạo hình N là chuyển động cần thiết để tạo ra đường
sinh cơng nghệ và dịch chuyển nó theo đường chuẩn.
I.3. Tổng hợp cấu trúc động học máy:
Tổng các liên kết trong và các liên kết ngoài tạo thành nhóm động học,
thực hiện một chuyển động chấp hành xác định.

Liên kết trong là xích liên kết giữa 2 khâu chấp hành, theo đường:
+ Phôi - 4 - 5 - is- 6 - 7 - dao.
Liên kết ngoài là liên kết nối từ nguồn chuyển động đến khâu chấp
hành nhằm xác định tốc độ của khâu chấp hành.

* Điều chỉnh động học máy trên sơ đồ cấu trúc động học:
+ Xích tốc độ: Động cơ (M) - 1 - 2 - iv - 3 - 4 - trục chính.
- 15 -


- Ta có phương trình điều chỉnh:
nđc(vg/ph)  i12 iv  i34 = ntc (vg/ph)
- Công thức điều chỉnh: iv =

n tc
. Cv
n dc

+ Xích chạy dao: Trục chính - 4 - 5 - is - 6 - 7 - t1vm
- Phương trình điều chỉnh:
1 vịng trục chính  i4-5  is i6-7  t1vm = tp = k.t
Trong đó: k- là số đầu mối.
t- là bước ren.
- Công thức điều chỉnh: is =

tp
t 1vm

 Cs

+ Xích chạy dao để tiện trơn:
Trục chính - 4 - 5 - is - 6 - 7 - 8 - thanh răng.
- Phương trình điều chỉnh:
1 vịng trục chính  i4-5  is  i6-7  i7-8  mz = Sd (mm/vg)
- Công thức điều chỉnh: is =

sd
.Cs
mz

+ Xích chạy dao ngang:
Trục chính - 4 - 5 - is - 6 - 7 - 9 - t2vm
- Phương trình điều chỉnh:

1 vịng trục chính  i4-5 is  i6-7  i7-9  i2 vm = Sn (mm/vg)
- Công thức điều chỉnh:
is = Sn . Cs
I.4. Kết luận:
Sơ đồ cấu trúc động học máy được thiết lập trên đây, chính là sơ đồ
nguyên tắc hoạt động của máy tiện ren vít vạn năng kiểu 1k62 cần thiết kế. Sự
phối trí theo sơ đồ cấu trúc, là sự kết hợp của các chuyển động chấp hành
thành phần, nhằm tạo ra các chuyển động chấp hành cần thiết giúp cho việc
hồn thành một số q trình cơng nghệ nhất định thực hiện được trên máy.
- 16 -


- Khâu điều chỉnh iV được bố trí trên xích tốc độ từ động cơ (nguồn
chuyển động) tới trục chính, về bản chất nó chính là hộp tốc độ. Nhiệm vụ
chính của iV là nhằm tạo ra chuỗi vịng quay của trục chính, đáp ứng yêu cầu
thay đổi và điều chỉnh tốc độ vịng quay trục chính máy.
- Khâu điều chỉnh iS được bố trí theo xích chạy dao, về bản chất nó
chính là hộp chạy dao. Nhiệm vụ chính của iư S là tạo ra được lượng chạy dao
thích hợp, đáp ứng cho các q trình cơng nghệ cụ thể.
ở đây việc sử dụng các khâu chấp hành là các truyền động vít me - đai
ốc, thanh răng - bánh răng bên cạnh những nhược điểm như tổn hao công xuất
lớn, bước tiến dao chịu ảnh hưởng của bước vít me, thì nó cũng có những ưu
điểm rất lớn mà các truyền động khác không đáp ứng được như: thực hiện
biến đổi chuyển động quay - tịnh tiến thuận lợi, chuyển động êm; có khả
năng khử được khe hở sau q trình sử dụng bị mịn. Điều này làm tuổi thọ
của máy được nâng cao, từ đó góp phần nâng cao độ chính xác của máy.

- 17 -

Chương II
thiết kế đặc tính kỹ thuật của máy
II.1. Thiết kế đặc tính cơng nghệ:
Máy tiện ren vít vạn năng có thể gia cơng được các bề mặt trịn xoay
(trụ trong và trụ ngoài), mặt đầu, các bề mặt ren. Đồng thời có thể thực hiện
được các cơng việc khoan, kht, doa, tarơ, ... Nếu có thêm các trang bị cơng
nghệ có thể mở rộng khả năng cơng nghệ của máy.
Vật liệu dụng cụ cắt được sử dụng trên máy là các loại thép các bon
dụng cụ, thép gió (P9, P18), thép hợp kim dụng cụ (T15K6, BK6, BK8, ...), vật
liệu sứ. Việc sử dụng loại dao cụ thể phụ thuộc vào vật liệu gia cơng và tính
cơng nghệ cũng như điều kiện kỹ thuật.
Vật liệu gia công trên máy là các loại thép, hợp kim mầu,... nhưng chủ
yếu là thép với thông số b = 750(KN/mm2). Phôi gia công có thể là phơi chiếc
được gá kẹp bằng mâm cặp hay chống tâm, nếu là phôi thanh được luồn qua
trục chính máy.
* Độ bóng, độ chính xác có thể đạt được trên máy:
+ Tiện thơ:

- Độ chính xác có thể đạt được cấp 7  8.
- Độ bóng đạt được từ Ra = 50  12,5 m.

+ Tiện bán tinh:

- Độ chính xác có thể đạt được cấp 5  7.
- Độ bóng đạt được Ra = 12,5 m.

+ Tiện tinh:

- Độ chính xác có thể đạt được cấp 2.
- Độ bóng đạt được Ra = 2,5  0,63 m.

+ Tiện ren thì có thể đạt được cấp chính xác là 3.
II.2. Thiết kế đặc tính kích thước:
Kích thước giới hạn của phơi và dao được xác định theo kích thước cơ
bản của máy. Máy tiện ren vít vạn năng thiết kế có đường kính gia cơng lớn
nhất trên băng máy là: Dmax= 2H
- 18 -


+ Chiều cao tâm máy H = 200(mm)
Dmax = 400(mm)
+ Khoảng cách giữa hai mũi tâm:
L = (3,5  7)H
Chọn L = 5 H = 5 . 200 = 1000(mm)
+ Đường kính lớn nhất của phơi gia cơng trên bàn dao là đường kính
gia cơng có hiệu quả nhất mà ta dùng để tính các đặc trưng kỹ thuật:
D1max = (1,2  1,4)H
Lấy

D1max = 1,2 H = 1,2 . 200 = 240 (mm)

+ Đường kính phơi thanh lớn nhất có thể luồn qua lỗ trục chính:
dmax = (0,15  0,2)D1max
Lấy

dmax = 0,2 D1max = 0,2 . 240 = 48 (mm)

+ Đường kính bé nhất của phơi:
Dmin =
Trong đó:

1
Dmax
Rd

Rd - là phạm vi thay đổi đường kính: Rd = 8

Chọn Rd = 10  Dmin =

 10

1
1
D1max =
. 240 = 24(mm)
10
10

Sử dụng đài gá dao, 4 chỗ gá bốn dao.
II.3. Thiết kế đặc tính động học:
1. Xích tốc độ:
a) Tốc độ cắt:
Việc tính tốn tốc độ cắt lớn nhất và nhỏ nhất của máy bằng cách phối
hợp những điều kiện thuận lợi hoặc khó khăn nhất với nhau sẽ dẫn tới tăng rất
lớn phạm vi điều chỉnh của máy và làm cho kết cấu máy rất phức tạp.
Do đó chọn các trị số tốc độ cắt tới hạn tốt nhất căn cứ vào các tài liệu
thống kê trên các máy khác nhau có thể tăng trị số tốc độ cắt lên 25% khi kể
đến sự tiến bộ của kết cấu và vật liệu dụng cụ.
- 19 -

b) Tần số quay hay số hành trình kép giới hạn:
Với máy có chuyển động chính quay, tần số giới hạn tính theo cơng
thức 3.11[1] và 3.12[1]/(51):
1000.Vmax
nmax =
D min
nmin =

1000.Vmin
D max

- Với thơng số ban đầu

nmin = 12,5(vịng/phút)
nmax = 2000(vịng/phút)

- Vận tốc cắt lớn nhất và nhỏ nhất là:
Vmax =

n max .D min
2000.3,14.24
. =
= 150,72(mm/ph)
1000
1000

Vmin =

n min .D max

12,5.3,14.240
. =
= 9,42(mm/ph)
1000
1000

- Phạm vi điều chỉnh tốc độ:
n max
2000
Rn = n min =
= 160
12,5
- Số cấp tốc độ: Zn = 23
- Cơng bội  được tính theo cơng thức:
=

Zn  1

n max
2000
= 23 1
= 1,259
n min
12,5

+ Theo bảng 4[1]/(197) các trị số công bội  tiêu chuẩn, ta chọn  = 1,26.
- Các trị số trong chuỗi số vòng quay được xác định theo công thức 1.14[1]
nz = n1. z-1
- Hay ta có thể xác định các giá trị theo bảng 5(1), vì ta đã có nmin, , Z.
Vậy chuỗi số vịng quay trục chính như sau: 12,5 - 16 - 20 - 25 - 31,5 40 - 50 - 63 - 80 - 100 - 125 - 160 - 200 - 250 - 315 - 400 - 500 - 630 - 800 1000 - 1250 - 1600 - 2000.

2. Xích chạy dao:

- 20 -


Tốc độ chạy dao của máy tiện tuỳ thuộc chủ yếu vào chiều sâu cắt và
chất lượng bề mặt. Nếu chọn phơi rèn, phơi thép kết cấu thì chiều sâu cắt
được tính theo cơng thức 3.19[1].
tmax = 0,7 3 D1 max = 0,7 .

3

240 = 4,35(mm)

Lấy tmax = 4,4(mm)
1 1
tmin =    tmax = 1,1  2,2
 4 2
‫ﻋ‬

Lấy tmin = 1,5 (mm)

- Lượng chạy dao tính tốn S được xác định theo công thức 3.20[1]
S = 0,4 . t - 0,3 (mm/vg)
‫ﻋ‬

Smax = 0,4 . tmax - 0,3 = 0,4 . 4,4 - 0,3 = 1,46(mm/vg)

‫ﻋ‬

Smin = 0,4 . tmin - 0,3 = 0,4 . 1,5 - 0,3 = 0,3(mm/vg)

3. Xích chạy dao nhanh:
Để đảm bảo thời gian phụ, ở một số máy có hành trình của cơ cấu cơng
tác lớn, người ta bố trí xích chạy dao nhanh cơ cấu cơng tác và nối với xích
chạy chậm gần trục kéo qua cơ cấu nối tuần tự. Theo bảng 8[1]/(200) chọn tốc
độ và thời gian chạy dao nhanh:
- Bàn dao chạy dọc nhanh:
Vdn = 2,2  4(m/ph)

chọn Vdn = 3 (m/ph)

- Bàn dao chạy ngang nhanh:
Vngn= 0,75  1,25 (m/ph)

chọn Vngn = 1,25 (m/ph)

II.4. Thiết kế đặc tính động lực học:
Đặc trưng động lực máy được xác định theo chế độ cắt tính tốn có tải
trọng và cơng suất lớn nhất.
1. Chế độ cắt tính tốn:
- Chiều sâu cắt tính tốn t* được xác định theo cơng thức 3.19[1]
t* = 0,7 .
Lấy

3

D1 max = 0,7 .

3

240 = 4,35(mm)

t* = 4,4(mm)

- Lượng chạy dao tính tốn S* được xác định theo công thức 3.20[1]
- 21 -


S* = 0,4 . t* - 0,3 = 0,4 . 4,4 - 0,3 = 1,46(mm/vg)
- Tốc độ cắt tính tốn V* được xác định theo công thức:
V* =

Cv
. Kv
t .s yv
xv

Tra bảng 4.58(2-TK.DCC), ta chọn vật liệu làm dao là thép P 18, vật liệu
gia công là thép các bon có b = 700N/mm2.
Trong đó:
xv = 0.25 - là số mũ xét tới ảnh hưởng của t đến v.
Cv - để đặc trưng cho chế độ cắt nặng nhọc, khó khăn hơn chế độ cắt
gọt hợp lý trên đây.
Chọn Cv = 31,6 ; Kv = 1,09.



V* =

31,6
1,09 = 18,52(m/ph)
4,4 0, 25.1,460,66

2. Tính lực cắt:
Lực cắt khi tiện được tính theo công thức, theo bảng 9[1]/(201).
+ Lực tiếp tuyến:
pz = Cpz . txpz . S ypz
Cpz = 2000 ;Xpz = 1 ;Ypz = 0,75
Pz= 2000 .4,41. 1,460.75 =11688,19 (N)
+ Lực hướng kính:
Py =Cpy. txpy.Sypy
Cpy = 1250 ;Xpy= 0,9

;Ypy= 0,75

Py = 1250 . 4,40.9 . 1,460,75 = 6299,15(N)
+ Lực chiều trục:
Px = Cpx . txpx . Sypx
Cpx = 65 0

;Xpx = 1,2

;Ypy = 0,65

Px = 650 . 4,41,2 . 1,460,65 = 4912,10(N)

- 22 -

3. Cơng suất cắt:
+ Cơng suất cắt có hiệu quả được tính theo cơng thức:
N*c =

Pz* .V * 11688 .18,52
=
= 3,6 (KW)
4
4
6
.
10
6.10

4. Chọn sơ bộ động cơ điện:
Một máy công cụ muốn làm việc được thì nhất thiết phải có một hay
nhiều động cơ điện để truyền dẫn chuyển động chính, chuyển động chạy
dao, ...
Để có cơ sở lựa chọn truyền dẫn cho máy ta xác định sơ bộ và chọn sơ
bộ động cơ điện cho máy.
Công suất động cơ truyền dẫn chung cho cả xích tốc độ và xích chạy
dao là:

K s .N *c
Ne=

Trong đó:
Ks = 1,02  1,2- là hệ số kể đến công suất chạy dao; Lấy Ks = 1,2.
 = 0,75  0,85- là hiệu suất chung của cả truyền dẫn. Lấy  = 0,75.
Ne =

1,2.3,6
= 5,76 (KW)
0,75

Ta chọn sơ bộ động cơ điện không đồng bộ 3 pha kiểu: AO2 - 52 - 4
+ Với các thông số:
Nđc = 10 (KW)
n = 1460 (vg/ph)

- 23 -


Chương III
thiết kế động học máy
III.1. Hộp tốc độ:
III.1.1. Phân tích các lựa chọn chung:
1. Chọn kiểu truyền dẫn:
Chọn kiểu truyền dẫn có ý nghĩa rất lớn đến chất lượng bề mặt gia
công, giá thành của máy, phạm vi sử dụng, kết cấu không gian của máy.
Khi chọn kiểu truyền dẫn cần căn cứ vào phạm vi điều chỉnh, công suất
truyền, trị số trượt thuận tiện cho điều khiển, thay đổi tốc độ nhanh và tính
cơng nghệ phải tốt.
Từ những vấn đề trên cùng kinh nghiệm của ENIMS với máy có
chuyển động chính quay, có cơng suất nhỏ thua 100 KW ta chọn phương án
truyền dẫn điều chỉnh tốc độ bằng cơ khí gồm:
+ 1 động cơ khơng đồng bộ 3 pha.
+ 1 hộp tốc độ - bộ truyền bánh răng.
2. Bố trí cơ cấu truyền dẫn:
Trong thực tế có hai phương án bố trí cơ cấu truyền động như sau:

+ Hộp tốc độ và hộp trục chính chung 1 vỏ.
+ Hộp tốc độ tách rời hộp trục chính.
Trong hai phương án trên thì phương án đầu thường áp dụng với các
máy cỡ lớn, cỡ vừa và trung. Do máy thiết kế là máy cỡ vừa nhưng không yêu
cầu độ chính xác đặc biệt cao nên ta chọn phương án đầu. Với phương án
chọn có ưu nhược điểm như sau:
* Ưu điểm:
- Kết cấu gọn nhẹ, giá thành hạ, vì chỉ chung một vỏ hộp nên dễ tập
trung các cơ cấu điều khiển.
* Nhược điểm:
- Có thể truyền nhiệt trong hộp tốc độ sang hộp trục chính.
- 24 -


- Có thể ảnh hưởng rung động trong hộp tốc độ sang hộp trục chính.
- Khó dùng truyền động đai cho trục chính.
3. Bố trí kích thước vỏ hộp:
Máy được thiết kế là máy hạng vừa nên ta chọn quan hệ kích thước
bình thường.
4. Lựa chọn bộ truyền cuối cùng:
Bộ truyền cuối cùng ảnh hưởng rất lớn đến chế độ cắt gọt lớn nhất và
độ điều hoà chuyển động, đến độ bóng bề mặt gia cơng.
Máy có trục chính quay với tốc độ trung bình nên ta chọn bộ truyền
cuối cùng là bánh răng. Để đảm bảo trục chính quay êm cần đảm bảo tốc độ
vịng của bánh răng khơng được lớn quá, đường kính bánh răng lắp trên trục
chính khơng được bé q đường kính phơi lớn nhất.
- Đường kính bánh răng lớn nhất cho phép là:
Dmax=

[V]

.n max

Trong đó: [V] - là tốc độ vòng cho phép của bánh răng, ta dùng bộ truyền cuối
cùng là bộ truyền bánh răng thẳng lúc đó tốc độ vịng cho phép.
[V] = 9 (m/s) = 9000(mm/s)
nmax = 2000 (vg/ph) = 33(vg/s)



Dmax =

9000
= 86(mm)
3,14.33

Ta thấy đường kính bánh răng lớn nhất lắp trên trục nhỏ hơn đường
đường kính lớn nhất của phơi D1max = 240(mm), nên để thoả mãn điều kiện
Dmax > D1max ta phải dùng hai bánh răng dẫn cho trục chính bằng hai đường
truyền:
+ Đường truyền tốc độ thấp.
+ Đường truyền tốc độ cao.

- 25 -