Tài liệu Đồ án - Máy công cụ docx

Đồ án máy công cụ


Lời nói đầu

Một 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 công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất
nước ta nói riêng hiện nay đó là việt cơ khí hoá và tự động hoá quá trình sản xuất.
Nó nhằm tăng năng xuất lao động và phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong đó công
nghiệp chế tạo máy công cụ và thiết bị
đóng vai trò then chốt . Để đáp ứng nhu cầu
này, đi đôi với công việc nghiên cứu,thiết kế nâng cấp máy công cụ là trang bị đầy
đủ những kiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang thiết bị cơ khí
cũng như khả năng áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán bộ
khoa học kỹ thuật là không thể thiếu được. Với những ki
ến thức đã được trang bị, sự
hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo cũng như sự cố gắng cuả bản thân. Đến
naynhiệm vụ đồ án máy công cụ được giao cơ bản em đã hoàn thành. Trong toàn bộ
quá trình tính toán thiết kế máy mới " Máy tiện ren vít vạn năng "có thể nhiều hạn
chế. Rất mong được sự chỉ bảo của các thầy giáo và cộng sự.
Phần tính toán thi
ết kế máy mới gồm các nội dung sau:
Chương I : Nghiên cứu máy tương tự -chọn máy chuẩn
Chương II :Thiết kế máy mới
Chương III : Tính toán sức bền chi tiết máy
Chương IV :Thiết kế hệ thống điều khiển

Đồ án máy công cụ


Chương I : Nghiên cứu tính năng kỹ thuật của một số máy cùng loại chọn máy
chuẩn

Các máy tiện T620 - 1k62 - T616. Có các đặc tính kỹ thuật:
Đặc tính kỹ thuật Loại máy
T620 1A62 T616
Chiều cao tâm máy (mm)
Khoảng cách 2mũi tâm (mm)
Đường kính vật gia công D
max
(mm)
Số cấp tốc độ (z)
Số vòng quay:n
min
4n
max
(vòng/phút)
Lượng chạy dao dọc (mm)
Lượng chạy dao ngang (mm)
Công suất động cơ (kw)
Lực chạy dao lớn nhất

P
xmax
(N)
P
ymax
(N)
Khả năng cắt ren
Ren quốc tế (t
p
)
Ren mođuyn (m)
Ren anh (n)
Ren pitch (D
p
)

200
1400
400
23
12,542000
0,0744,16
0,03542,0
10

3530
5400

14192
0,5448

2442
9641

200
1500
400
21
11,541200
0,08241,59
0,02740,527

3430
5400

160
700
320
12
4441980
0,0641,07
0,0440,78
4,5

3000
8100

Nhận xét : So sánh đề tài thiết kế với các máy trên ta thấy máy tiện ren vít vạn năng
T620 có các đặc tính tương tự . Vậy ta máy T620 làm máy chuẩn cho việc thiết kế
máy mơí .
II-phân tích máy chuẩn -máy tiện ren vít vạn năng T620

Đồ án máy công cụ


1.Sơ đồ động học máy
a. Xích tốc độ :
- Xích nối từ động cơ điện công suất N=10 kw số vòng quay n=1450 vg/ph, qua bộ
truyền đai vào hộp tốc độ làm quay trục chính (VII)
- Lượng di động tính toán ở 2 đầu xích là : n
đcơ
4n
tc
.Xích tốc độ có đường quay và
đường quay nghịch. Mỗi đường truyền khi tới trục chính bị tách ra làm đường
truyền
- Đường truyền trực tiếp tới trục chính cho ta tốc độ cao
- Đườngtruyền tốc độ thấp đi từ trục IV-V-VI-VII
Phương trình xích động biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy


34
56

47
29

88
22
V
88

22
VI
54
27


45
45

45
45
1450(vg/ph).
260
145
II III
55
21
IV tc
39
51

38
38

43
65

Từ phương trình trên ta thấy:
-Đường tốc độ cao vòng quay thuận có 6 cấp tốc độ
2x3x1= 6

-Đường tốc độ thấp vòng quay thuận có 24 cấp tốc độ
2x3x2x2x1= 24
Thực tế đường truyền tốc độ thấp vòng quay thuận chỉ có 18 tốc độ ,vì giữa trục IV
và
trục VI có khối bánh răng di trượt hai bậc có khả năng cho ta 4 tỷ số truyền



88
22

88
22


Đồ án máy công cụ


IV V VI

45
45

45
45

Nhìn vào phương trình thực tế chỉ có 3 tỷ số truyền 1,
4
1
,

16
1

Như vậy đường truyền tốc độ thầp vòng quay thuận còn 18 tốc độ 2x3x3x1= 18
Vậy đường truyền thuận có 18+6=24 tốc độ
Bao gồm: tốc độ thấp từ n
1
4n
18

tốc độ cao từ n
19
4n
24
Về mặtđộ lớn ta thấy n
18
=n
19
.vậy trên thực tees chỉ có 23 tốc độ khác nhau
Các tỷ số truyền 1,
4
1
,
16
1
tạo nên i
kđại
dùng cắt ren khuếch đại
b.Xích chạy dao cắt ren
máy tiện ren vít vạn năng T620 có khả năng cắt 4 loại ren :

Ren quốc tế (t
p
)
Ren mođuyn (m)
Ren anh (n)
Ren pitch (D
p
)
Khi cắt ren tiêu chuẩn xích truyền từ trục VII xuống trục VIII về trục IX qua cặp
bánh
răng thay thế vào hộp dao và trục vít me
- Lượng di động tính toán ở 2 đầu xích là :
Một vòng trục chính - cho tiện được một bước ren t
p
(mm)
Để cắt được 4 loại ren máy có 4 khả năng điều khiển sau:
+ Cơ cấu bánh răng thay thế qua trục IX và trục X đảm nhận 2 khả năng (dùng cặp
bánh răng
97
64
và
50
42
)
+ Bộ bánh răng noóctông chủ động chuyển động từ trục IX qua C
2
tới trục X làm
quay khối bánh răng hình tháp xuống trục XI qua C
3
tới trục XII đến trục XIV tới

trục vít me

Đồ án máy công cụ


i
®c¬
tt
i
csë
i
gbéi
i
+ Noóctông bị động chuyển động từ trục X thông qua C
2
mà đi từ cặp bánh răng
36
28
tới trục XI và 28-25-36 bánh răng hình tháp XII qua bánh răng 35 (không truyền
qua trục XV) xuống dưới 18-28-35-XIII tiếp tục truyền qua XIV-XV tới vít me
+ Để cắt được nhiều ren khác nhau trong cùng một loai ren trong hộp chạy dao của
máy dùng khối bánh răng hình tháp 7 bậc và 2 khối báng răng di trượt
- khi cắt ren trái trục chính giữ nguyên chiều quay cũ cần đổi chiều chạy dao
ngược lại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tới bánh răng
đệ
m 28
Lược đồ cấu trúc động học hộp chạy dao

Từ cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phương trình tổng quát cắt ren như
sau:
1vòng trục chính x i
cố định
x i
thay thế
x i
cơ sở
x i
gấp bội
x t
v
= t
p

• Khi cắt ren quốc tế (dùng cho các mối ghép)
- lượng di động tính toán : 1vòng trục chính ∏ t
p
(mm)
- bánh răng thay thế
50
42
, bánh noóctông chủ động
• Khi cắt ren anh
- lượng di động tính toán : 1vòng trục chính ∏ 25,4/n (mm)

Trong đó n: số vòng quay trên 1 tất anh
bánh răng thay thế
50
42
, con đường 2bánh noóctông chủ động

Đồ án máy công cụ


Phương trình cắt ren anh
1vgtc (VII)
60
60
(VIII)
42
42
IX
50
42
X
38
35
.
35
28
XI
25
28
.
n

z
36
XII
28
35
35
28
XIII.i
gb
.XV.t
v
=t
p

• khi cắt ren môđuyn: (Dùng cho truyền động)
- Lượng di động tính tóan 1vgtc ∏ mπ (mm)
- Bánh răng thay thế
97
64
, con đường 1 noóctông chủ động

- Phương trình xích động
1vgtc (VII)
60
60
(VIII)
42
42
IX
97

64
X C
2
36
n
z
.
28
25
XI C
3
XII.i
gb
.XV.12=t
p
• khi cắt ren pitch:
- Lượng di động tính tóan 1vgtc ∏ 25,4.π/D
p
(mm)
- Bánh răng thay thế
97
64
, con đường 1 noóctông chủ động
- Chạy dao dọc : Từ trục bánh vít 28 (trục XVII ) qua cặp bánh răng 14/60 (bánh
răng 60 lồng không) đóng ly hợp bánh răng thanh răng t=10 (m=3)xe dao chạy
dọc hướng vào mâm cặp (chạy thuận)khi chạy dao lùi đường truyền từ trục
XVIII xuống ly hợp qua bánh răng đệm 38 tới bánh răng 14/60 tới cặp bánh răng
thanh răng 14/60làm bánh xe dao chạy lùi
- Chạy dao ngang : Đường truyền giống như chạy dao dộc truy
ền theo nửa bên

phải hộp chạy dao tới vít me ngang t=5 (mm)
- Chạy dao nhanh : Máy có động cơ điện chạy dao nhanh N=1 kw, n =1410 vg/ph
trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI
c. Một số cơ cấu đặc biệt :
+ Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính đều
truyền tới cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đường truyèen khác nhau. Nên
nếu không có ly hợp siêu việt truyền động sẽ làm xoắ
n và gẫy trục. Cơ cấu ly
hợp siêu việtđược dùng trong nhữnh trường hợp khi máy chạy dao nhanh và khi
đảo chiều quay cảu trục chính

Đồ án máy công cụ


+ Cơ cấu đai ốc mở đôi : vít me truyền động cho 2 má đai ốc mở đôi tới hộp xe
dao . Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với 2 má sẽ trượt theo rãnh
ăn khớp với vít me
+ Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm việc quá tải , được
đặt trong xích chạy dao (tiện trơn)nó tự ngắt truyền động kh máy quá tải .
2-Vẽ lưới vòng quay
a .Tính trị số ϕ
Tính công bội ϕ theo công thức ϕ =
1
min
max
−z
n
n

Ta có ϕ = z-1 2000/12,5 = 1,26

a. Tính trị số vòng quay cuả trục đầu tiên của hộp tốc độ
+ Trên trục II : n
II
= n
đcơ
x i
đt
= 1450 x
260
145
=803 (vg/ph)
+ Trên trục VII : Căn cứ vào n
min
tra bảng vòng quay tiêu chuẩn ta có 23 tốc độ :
12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100-125-160-200-250-310-400-500-630-800
1000-1250-1600-2000
+ Xác định vị trí đặt n
o
trên đồ thị vòng quay :
n
o
= n
II
= 803 ≈ 800 =n
19

+ Xác định độ xiên của các nhóm truyền theo công thức i= ϕ
x
với ϕ= 1,26

Nhóm truyền thứ nhất có hai tỷ số truyền :
i
1
=
34
56
=1,26
x
⇒ x=1,26 ≈ 1
⇒Tia i
1
lệch sang phải 2 khoảng logϕ:
Lượng mở giữa hai tia
[]
x
: ϕ
x
= i
1
/i
2
=ϕ
2
/ϕ =ϕ = ϕ
x
⇒
[]
x
= 1
Nhóm truyền thứ 2 (từ trục II tới trục III) có 3 tỷ số truyền

i
3
=
41
29
i
4
=
55
21
i
5
=
38
38


Đồ án máy công cụ


Tương tự như cách làm nhóm truyền 1 ta có :
X
3
= -1,56 ≈ -2 ⇒ Tia i
3
lệch sang trái 2 khoảng logϕ
X
4
= -4,16 ≈ -4 ⇒ Tia i
4

lệch sang trái 4 khoảng logϕ
X
5
=1 ⇒ Tia i
5
thẳng đứng
Lượng mở
[]
x
=
[]
2
ứng với nhóm truyền khuếch đại:
Nhóm truyền thứ 3 (từ trục III tới trục IV) có 2 tỷ số truyền
i
6
=
88
22
i
7
=
45
45

X
6
= -6 ⇒ Tia i
6
lệch sang trái 6 khoảng logϕ

X
7
=1 ⇒ Tia i
7
thẳng đứng
Nhóm truyền thứ 4 (từ trục IV tới trục V) có 2 tỷ số truyền
i
8
=
88
22
i
9
=
45
45

X
8
= -6 ⇒ Tia i
8
lệch sang trái 6 khoảng logϕ
X
9
=1 ⇒ Tia i
9
thẳng đứng
Nhóm truyền gián tiếp (từ trục V tới trục VI) có1 tỷ số truyền
i
10

=
54
27

X
10
= -4 ⇒ Tia i
10
lệch sang trái4 khoảng logϕ
Nhóm truyền trực tiếp (từ trục III tới trục VI) có1 tỷ số truyền
i
11
=
43
65

X
11
= 2 ⇒ Tia i
11
lệch sang phải 2 khoảng logϕ
c.Vẽ đồ thị vòng quay







Đồ án máy công cụ

12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125160 200 250 310
400 500 630 800 1000 1250 1600 2000

Kết luận
:
Công thức động học cuả máy T620
PAKG chạy vòng 2x3x2x2x1= z
1

PAKG chạy tắt2x3x1= z
2
Số tốc độ đủ : z= z
1
+ z
2
= 24+6 =30
Phương án thứ tự của z
1
2
[ ]
1
. 3

[ ]
2
2
[ ]
6
. 2
[ ]
12

Trong đó nhóm truyền 2
[ ]
12
có ϕ
12
=1,26
12
=16>8 không thoả mãn điều kiện 8 ≥
ϕ
max
Nên phải tạo ra hiện tượng trùng tốc độ như sau :
Z
1 thu hẹp
=

2
[]
1
. 3
[]
2

2
[]
6
. 2
[ ]
6

Số tốc độ trùng z
x
= 12- 6 =6 được bù lại bằng đường truyền thứ hai có phương án
không gian PAKG: 2x3
PATT : 2
[ ]
1
. 3
[ ]
2
1
[ ]
0

* * *
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ MÁY MỚI
I-THIẾT LẬP CHUỖI SỐ VÒNG QUAY
Mấy tiện ren vít vạn năng T620 z=23 n
min
= 12,5 vòng/phút n
max
= 2000

vòng/phút

Đồ án máy công cụ


1- Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân
Công bội ϕ =
1
min
max
−z
n
n

Ta có ϕ = z-1 2000/12,5 = 1,259
Lấy theo tiêu chuẩn ϕ = 1,26
n
1
= n
min
= 12,5 vg/ph
n
2
= n
1
. ϕ
n
3
= n
2

. ϕ = n
1
. ϕ
2

...................
n
23
= n
22
. ϕ = n
1
. ϕ
22
Công thức tính tộc độ cắt
V=
1000
dn
π
m/ph
Trong đó d- Đường kính chi tiết gia công (mm)
n- Số vòng quay trục chính (vg/ph)
2- Tính số hạng của chuỗi số
Phạm vi điều chỉnh R
n
=
min
max
n
n

=
5,12
2000
=160
Công bội ϕ = 1,26
Số cấp tốc độ z = 23
Trị số vòng quay cơ sở thành lập từ trị soó vòng quay đầu tiên n
1
= 12,5 vg/ph
và
n
z
= n
1
. ϕ
z-1

Lần lượt thay z = 1÷23 vào ta có bảng sau






Đồ án máy công cụ

Tốc độ Công thức tính n tính n tiêu chuẩn
n
1

n
2
n
3
n
4
n
5
n
6
n
7
n
8
n
9
n
10
n
11
n
12

n
13
n
14
n
15
n
16
n
17
n
18
n
19
n
20
n
min
= n
1
n
1
.ϕ
1
n
1
.ϕ
2
n
1

.ϕ
3
n
1
.ϕ
4
n
1
.ϕ
5
n
1
.ϕ
6
n
1
.ϕ
7
n
1
.ϕ
8
n
1
.ϕ
9
n
1
.ϕ
10

n
1
.ϕ
11
n
1
.ϕ
12
n
1
.ϕ
13
n
1
.ϕ
14
n
1
.ϕ
15
n
1
.ϕ
16
n
1
.ϕ
17
n
1

.ϕ
18
12.5
15,57
19,85
25,01
31,51
39,7
50,02
63,02
79,41
100,1
126,07
158,85
200,15
252,19
317,76
400,38
504,47
635,64
800,9
1009,14
12.5
16
20
25
31,5
40
50
63

80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000

Đồ án máy công cụ


n
21
n
22
n
23



n
1
.ϕ
19
n

1
.ϕ
20
n
1
.ϕ
21
n
1
.ϕ
22

1271,5
1602,11
2018,65
1250
1600
2000

II-SỐ NHÓM TRUYỀN TỐI THIỂU
n
min
/n
max
= 1/4
i
i-Số nhóm truyền tối thiểu
i=lg(n
đcơ
/n

min
)/lg4=3,4
Vì số nhóm truyền là nguyên nên lấy i = 4
Các phương án không gian 24x1
12x2
3x4x2
6x2x2
2x3x2x2
Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu i=4 ta loại trừ các phương án không gian và lấy
phương án không gian là 2x3x2x2

Đồ án máy công cụ


Cách bố chí các bộ phận tổ hợp thành xích tỗc độ bố trí theo phương án hộp tốc độ
và hộp trục chính vì máy có độ phức tạp lớn (z=23) công suất lớn N=10 kw
III- PHƯƠNG ÁN KHÔNG GIAN
1-Dựa vào công thức z= p
1
. p
2
. p
3
. ....p
j
trong đó p
j
là tỷ số truyền trong một nhóm
Ta có z = 24 2x2x3x2 2x2x2x3 3x2x2x2 2x3x2x2
Mỗi thừa số p

j
là 1 hoặc 2 khối bánh răng di trượt truyền động giữa 2 trục liên tục
2-Tính tổng số bánh răng của hộp tốc độ theo công thức
S
z
=2(p
1
+p
2
+p
3
+...p
j
)
phương án không gian 2x2x2x3 có
S
z
=2(2+2+2+3) = 18
3- Tính tổng số trục của phương án không gian theo công thức
S
tr
= i +1 i- Số nhóm truyền động
S
tr
= 4+1 = 5 trục (pakg 2x2x2x3)
4- Tính chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức
L = Σb + Σf
b- chiều rộng bánh răng
f- khoảng hở giữa hai banh răng và khe hở để lắp mién gạt
5- Số bánh răng chịu mô men xoắn ở trục cuối cùng

PAKG 3x2x2x2 2x2x2x3 2x2x3x2 2x3x2x2
2 3 2 2
6- Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp : ly hợp ma sát ,phanh
7- Lập bảng so sánh phương án bố trí không gian

Phương án
Yếu t
ố so sánh
3x2x2x2 2x2x3x2 2x3x2x2 2x2x2x3