MAY CONG CU

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Khoa Cơ khí, Trườ ng ng Đại học Bách Khoa

Tậ p bài giả giảng Môn họ học Máy Công Cụ Cụ

Biên soạ soạn theo đề cươ ng ng môn họ học chuyên ngành cơ  cơ khí khí ĐHBK Đ HBK Đ N

 Ngườ   Ngườ i biên soạ soạn : Bùi tr ươ  ươ ng ng Vỹ Vỹ Khoa Cơ  Cơ khí, khí, Tr ườ  ườ ng ng Đại Đại họ học Bách khoa Đại Đại họ học Đà nẵ nẵng.

Đà Nẵ Nẵng - Nă Năm 2007

Phầ Phần I: Máy công cụ cụ Mở đầ ở đầuu Các loạ loại sả sản phẩ phẩm cơ  cơ khí khí nói chung đượ c tạ tạo ra bằ bằng các quá trình cơ  cơ bbản sau 1. Đúc. Thiế Thiết bị bị có liên quan là các loạ loại máy đúc, khuôn mẫ mẫu... 2. Gia công áp lự lực: gia công không phoi, tạ tạo sả s ản phẩ phẩm nhờ  nhờ quá quá trình biế biến dạ dạng dẻ dẻo kim loạ loại vớ  vớ i các loạ loại máy cán, ép, máy búa ... 3. Ghép nố nối: ví dụ dụ hàn, các mố mối ghép... 4. Gia công cắ cắt gọ gọt kim loạ loại: gia công có phoi, tạ tạo sả sản phẩ phẩm bằ bằng cách lấ lấy đi lượ  lượ ng ng kim loạ loại dư dư thừ thừa để đạt đạt hình dáng và kích thướ  thướ c cũ cũng như như chấ chất lượ  lượ ng ng k ỹ thu thuậật theo yêu cầu. Máy công cụ c ụ cắt gọ gọt kim loạ loại đượ c dùng cho quá trình nầ nầy.  Ngoài ra, thườ  thườ ng ng có các quá trình gia công tinh lầ lần cuố cu ối, sơ  s ơ n mạ m ạ... tr ướ  ướ c khi đưa đưa vào xử dụng. Quá trình gia công cắ cắt gọ gọt kim loạ loại để tạo sả sản phẩ phẩm có ưu điểm:  –  Đạt Đạt độ chính xác kích thướ  thướ c cao  –  Hình dáng hình họ học đảm đảm bả bảo, sắ sắc cạ cạnh.  –  Kinh tế tế Tuy vậ vậy cũ cũng có mộ một số số nhượ  nhượ c điểm:  –  Lãng phí vậ vật liệ liệu  –  Tốn nhiề nhiều thờ  thờ i gian hơ  hơ n mộ một số số quá trình khác Do đó, khi thiế thiết k ế chế chế tạo sả sản phẩ phẩm, cầ cần lự lựa chọ chọn thích hợ  hợ  p cách gia công cũ cũng như như luôn phả phải ngh ĩ đế  ĩ đếnn biệ biện pháp cả cải thiệ thiện chấ chất lượ  lượ ng ng sả sản phẩ phẩm. Các yế yếu tố tố có liên quan trong quá trình cắ cắt: 1. Máy công cụ cụ 2. Vật liệ liệu k ỹ thu thuậật 3. Dụng cụ cụ cắt 4. Chế Chế độ cắt và k ế hoạ hoạch sả sản xuấ xuất 5. Điều kiệ kiện gia công ( làm mát)

2

Chươ  Chươ ng ng 1: Chuyể Chuyển động động họ học trong máy công cụ cụ 1. Các dạ dạng bề bề mặt thườ  thườ ng ng dùng cho sả sản phẩ phẩm cơ  cơ khí khí Có thể thể phân thành 3 dạ dạng bề bề mặt: 1.1. Dạng bề bề mặt tròn xoay: Tạ Tạo bở  bở i đườ ng ng chuẩ chuẩn là đườ ng ng tròn, và tùy theo loạ loại đườ ng ng sinh ( thẳ thẳng, bấ bất k ỳ, gãy khúc...) có các dạ dạng bề bề mặt sau (H1.1) S C

S

C

α

a. bề mặt tr ụ tròn xoay S

C

 b. bề mặt nón S

C

c. bề mặt định hình tr tròn xo xoay

d. bề mặt ren

H1.1: Các dạng bề mặt tròn xoay

S C

C

a. bề mặt phẳng

C

S

 b. bề mặt r ăng thanh r ăng

C S

S

c. bề mặt cong phẳng

d. bề mặt r ăng bánh r ăng

H1.2: Các d ạng bề mặt phẳng

1.2. Dạng bề b ề mặt phẳ ph ẳng: Có đườ ng ng chuẩ chuẩn là đườ ng ng thẳ thẳng, và dạ dạng bề b ề mặt tạ t ạo ra tùy thuộ thuộc vào loạ loại đườ ng ng sinh (H1.2) 1.3

Dạng mặ mặt đặc đặc biệ biệt: bề bề mặt cam, cánh turbin...có đườ ng ng sinh tuân theo quy 3

luậ luật hình họ học nhấ nhất định. định.  Như  Như vậy: tạo ra khi cho đườ ng ng sinh chuyể chuyển động động theo đườ ng ng chuẩ chuẩn: + Bề mặt đươ c tạ ng sinh và đườ ng ng chuẩ chuẩn là đườ ng ng thẳ thẳng và tròn, cơ  cơ ccấu máy chỉ chỉ ∗ Vớ i đườ ng cần tạ tạo ra các chuyể chuyển động động đơ n giả giản như như thẳ thẳng và tròn đều đều .

∗ Vớ i đườ ng ng sinh có dạ dạng hyperbol, ellip, xoắ xoắn lôga..., cơ  cơ  cấu máy phả phải thự thực hiệ hiện các chuyể chuyển động động thẳ thẳng và tròn không đều: đều: khó ứng dụ dụng thự thực tế tế. chuyển động động củ c ủa cơ  c ơ ccấu máy để tạo ra các đườ ng ng sinh và đườ ng ng chuẩ chuẩn + Các chuyể cần thiế thiết đượ c gọ gọi là chuyể chuyển động động tạ tạo hình củ của máy công cụ cụ. 2. Chuyể Chuyển động động tạ tạo hình củ của máy công cụ cụ: 2.1 Định Định ngh ĩ a: a: Chuyể Chuyển động động tạo hình bao gồ gồm mọi chuyể chuyển động động tươ ng ng đối đối giữ giữa dao và phôi tr ực tiế tiế p tạ tạo ra bề bề mặt gia công. Ví dụ: Q và T là chuyển động tạo hình hình (H1.3a (H1.3a))

ườ ng Có các tr ườ  ng hợ   p :

Q T

a) Tạo hình đơ n giản: là chuyển động độc lậ p Q

H1.3a

( không phụ thuộc vào một chuyển động nào khác-H1.3b) t p Q Q

Q T H1.3b: Tạo hình đơ n giản

H1.3c: Tạo hình phức tạ p

T T2

T1

H1.3d

b) Tạo hình phức tạ p: gồm các chuyển động phụ thuộc Q&T Q&T (H1.3c (H1.3c)) c) Tạo hình vừa đơ n giản vừa phức tạ p-Q: chuyển động độc lậ p,T1&T2 là chuyển động tạo hình phức tạ p để phối hợ   p thàn thành h T (H1. (H1.3d 3d))

Các chuyể chuyển động động của các khâu chấ chấ p hành ( dao& phôi ) là các chuyể chuyển động động tươ ng ng đối đối vì có thể thể đượ c thự thực hiệ hiện bở  b ở i bất k ỳ khâu nào, dao hoặ hoặc phôi. Ngoài chuyể chuyển động động tạo hình, trong máy còn có các chuyể chuyển động động khác như như titiếến, lùi dao nhanh, chuyể chuyển động động phân độ..., độ..., đây là các chuyể chuyển động động phụ phụ cần thiế thiết để hoàn tấ tất quá trình tạ tạo hình. 2.2

Các phươ  phươ ng ng pháp tạ tạo hình bề bề mặt trên máy công cụ cụ. Bao gồ gồm: 1. Phươ  Phươ ng ng pháp chép hình: Lưỡ  Lưỡ i cắ cắt củ của dụ dụng cụ cụ cắt trùng vớ  vớ i đườ ng ng sinh củ của

 bề  bề mặt tạo hình. Trong quá trình cắ cắt, lưỡ i cắt luôn tiế tiế  p xúc vớ  vớ i bề mặt tạo hình 4

(H1.4a,b). Phươ  Phươ ng ng pháp nầ nầy có ưu điểm cho nă năng suấ suất cao như nhưng khó chế chế tạo dụ dụng cụ cụ, ngoài ra lự lực cắ cắt phát sinh lớ  lớ n nên phả phải chọ chọn chiề chiều r ộng lưỡ  lưỡ i cắ cắt thích hợ  hợ  p. S(lưỡ i cắt)

S(lưỡ i cắt) C

a) Bào định hình

 b)Phay mô đun

S(hình bao của lưỡ i cắt chuyển động) c) Phay bao hình d)Nguyên lý tạo dạng r ăng bao hình H1.4: Một số phươ ng ng pháp tạo hình bề mặt

2. Phươ  Phươ ng ng pháp bao hình: Lưỡ  Lưỡ i cắt chuyể chuyển động động tạo ra nhiề nhiều bề mặt, đườ ng, ng, điểm hình họ học luôn tiế tiế p xúc vớ  vớ i bề mặt gia công. Tậ Tậ p hợ  h ợ  p tất cả các vế vết lưỡ  l ưỡ i cắ c ắt nầy chính là đườ ng ng sinh củ của bề bề mặt tạ tạo hình và nó không phụ phụ thu thuộộc vào hình dạ dạng dụ dụng cụ cụ cắt( H1.4c,d). 3. Phươ  Phươ ng ng pháp theo vế vết: Phươ  Phươ ng ng pháp nầ nầy có đườ ng ng sinh củ của bề bề mặt tạ tạo hình là tậ p hợ  p các chấ chất điểm trùng vớ  vớ i điểm cắt gọt trên dao khi chuyể chuyển động, động, chủ chủ yếu đượ c ứng dụ dụng cho các máy điều khiể khiển chươ  chươ ng ng trình số số. 3. Sơ đồ ơ đồ k ết cấ cấu động động họ học máy công cụ cụ 3.1

Định Định ngh ĩ a: a: Sơ  đồ k ết cấu động động học là sơ  sơ  đồ mô tả chuyể chuyển động động tạo hình

của máy. Qua sơ  s ơ đồ đồ nầy có thể thể biể biểu diễ diễn mối liên hệ hệ chuyể chuyển động động giữ giữa nguồ nguồn động động lực và khâu chấ chấ p hành, hoặ hoặc giữ giữa các khâu chấ chấ p hành vớ  vớ i nhau. Ví dụ dụ: Sơ  Sơ đồ đồ k ết cấ cấu động động họ học củ của máy tiệ tiện ren (H1.5). Chuyển động động tạ tạo hình theo sơ  sơ đồ đồ:: Q&T  –  Chuyể  –  Mối liên hệ hệ chuyể chuyển động động giữ giữa các khâu chấ chấ p hành 1. Động Động cơ  cơ đế đếnn phôi (tạ (tạo hình đơ n giả giản): nđ/c ⋅ iv = nt/c [v/ph]

(1.1)

2. Phôi đến đến bàn dao (tạ (tạo hình phứ phức tạ tạ p): 1vòng t/c ⋅ is ⋅ tx ⋅ k = t p p [mm]

(1.2)

• iv , is : cơ  cơ ccấu điều chỉ chỉnh củ của Hộ Hộ p Tố Tốc độ và Hộ Hộ p Chạ Chạy dao. 5

hệ số chuyể chuyển đổi đổi đơ n vị vị. • k: hệ

H1.5: Sơ  Sơ đồ đồ k ết cấ cấu động động họ học máy tiệ tiện ren ng nối từ động động cơ đế ơ  đếnn khâu chấ chấ p hành hoặ hoặc giữ giữa 2 khâu chấ chấ p hành đượ c  –  Đườ ng gọi là xích truyề truyền động. động. Trên xích truyề truyền động, động, ngoài cơ  cơ ccấu điều chỉ ch ỉnh còn có các tỉ tỉ số truyề truyền cố cố định định dùng làm nhiệ nhiệm vụ vụ nối đườ ng ng truyề truyền. 3.2

Phươ  Phươ ng ng pháp nghiên cứ cứu và thiế thiết k ế:

 –  Phả Phải xuấ xuất phát từ từ bề mặt gia công củ của sản phẩ phẩm cần chế chế tạo để phân tích các chuyể chuyển động động cầ cần thiế thiết.

 –  Xác định định chuyể chuyển động động tạ tạo hình và các chuyể chuyển động động phụ phụ khác. phối hợ  hợ  p lý các chuyể chuyển động động tươ  tươ ng ng đối đối cho các khâu chấ chấ p hành.  –  Phân phố  –  Vẽ sơ đồ ơ đồ k ết cấ cấu động động họ học máy và thiế thiết lậ lậ p các quan hệ hệ chuyể chuyển động. động.

6

Chươ  Chươ ng ng 2: Các cơ  cơ ccấu truyề truyền động động trong máy công cụ cụ 1.Phân 1. Phân loạ loại và ký hiệ hiệu máy: 2.1 Phân loạ loại: Thườ  Thườ ng ng phân loạ loại máy theo các cách:

 –   –   – 

Theo công dụ dụng: Có máy tiệ tiện, phay, bào... Theo mứ mức độ vạn nă năng: Có máy vạ vạn nă năng, máy chuyên dùng... Theo độ chính xác: máy cấ cấ p chính xác thườ  thườ ng, ng, máy cấ cấ p chính xác nâng

cao, cao....Cấ cao....Cấ p chính xác máy do TCVN 17-42-75 quy định. định.

 –   – 

Theo tr ọng lượ  lượ ng ng máy: trung bình (≤ 10T), cỡ  cỡ nnặng (10 ÷30T)… Theo mứ mức độ tự động động hoá: Có máy tự tự động, động, bán tự tự động... động...

2.2 Ký hiệ hiệu: Mỗ Mỗi nướ  nướ c có ký hiệ hiệu máy khác nhau. Tiêu chuẩ chuẩn ngành cơ  cơ khí khí nướ  nướ c ta TCVN-C1-63 đã quy định định về về cách ký hiệ hiệu các máy cắ c ắt kim loạ loại (Bả (Bảng 9.1[4] ). Các thông số số và các kích thướ  thướ c cơ  cơ bbản củ của chúng cũ cũng đã đượ c tiêu chuẩ chuẩn. Ví dụ dụ : T620, K135, P82… T: Nhóm máy tiệ tiện, 6: máy vạ v ạn nă năng. 20: Kích thướ  thướ c phôi lớ  lớ n nhấ nhất gia công đượ c trên máy theo bán kính tính bằ bằng cm (hay

∅max = 400) 2.Các 2. Các cơ  cơ ccấu truyề truyền động: động: 2.1 Các loạ loại chuyể chuyển động: động: Phân theo mứ mức độ tiêu thụ thụ công suấ suất, ta có:

 – 

Chuyể Chuyển động động chính: Tiêu thụ thụ công suấ suất lớ n (5÷10kW), dùng để tạo tốc

độ cắt.

+ Vớ i chuyể chuyển động động chính quay tròn: V =

πDn [m/ph] 1000

(2.1)

trong đó: D, đườ ng ng kính chi tiế tiết gia công [mm]; n, số số vòng quay [v/ph].

+ Vớ i chuyể chuyển động động chính tịtịnh tiế tiến: V =

2Ln htk  [m/ph] 1000

(2.2)

L, chiề chiều dài hành trình [mm]; nhtk , số số hành trình kép [htk/ph].

 – 

Chuyể Chuyển động động chạ chạy dao: Tiêu thụ thụ công suấ suất bé( khoả khoảng 5% công suấ suất

truyề truyền động động chính), là chuyể chuyển động động có ảnh hưở  hưở ng ng đến đến nă năng suấ suất và độ bóng bề bề mặt gia công.  Ngoài ra cũ cũng phả phải k ể đến đến các chuyể chuyển động động phụ phụ cần thiế thiết khác. 2.2

Các cơ  cơ ccấu truyề truyền động: động: A.

Hộ p Tố Tốc độ: độ: 7

Yêu cầ cầu đối đối vớ  vớ i các cơ  cơ ccấu truyề truyền động động trong hộ hộ p tố tốc độ máy công cụ cụ:  – 

Truyề Truyền công suấ suất lớ  lớ n. n.

 – 

Biế Biến đổi đổi đượ c tố tốc độ trong 1 phạ phạm vi nhấ nhất định. định.

 – 

Có tính công nghệ nghệ.

Thườ  Thườ ng ng dùng các loạ loại cơ  cơ ccấu sau 1. Truyề Truyền động động vô cấ cấ p: Các bộ bộ truyề truyền động động puli hình nón, bộ bộ biế biến tốc cơ  khí hoặ hoặc có thể thể dùng truyề truyền động động thủ thủy lự l ực, truyề truyền động động điện.... Loạ Loại truyề truyền động động nầ n ầy có ưu điểm là biế biến đổi đổi đượ c vô cấ cấ p tốc độ như nhưng phạ phạm vi biế biến đổi đổi nhỏ nhỏ, công suấ suất truyề truyền không lớ  lớ n (H2.1). Đ/C

II

R max I

x

Đ2 x

R 1max

R min x

R 2min R 1min

Đ1

a. puli hình nón Dmax I

° x

Dmin

R 2max

x

I

II

III

x

b. b ộ biến tốc ma sát mặt đĩ a

II c. bộ biến tốc ma sát hình xuyến

°

H2.1: Một số bộ biến tốc cơ khí 2. Truyề Truyền động động phân cấ cấ p (H2.2): Mặc dù chỉ chỉ cho phép biế biến đổi đổi phân cấ cấ p tố t ốc độ, độ, như nh ưng bằ b ằng cách sử sử dụng dãy số số tốc độ ra tuân theo quy tắ tắc cấ c ấ p số s ố nhân, có thể thể hạn chế ch ế tổn thấ thất nầ nầy. Phạ Phạm vi biế biến đổi đổi tố t ốc độ đượ c mở  r ộng khi ghép nố nối titiếế  p các nhóm truyề truyền (các khố khối bánh r ăng di tr ượ  ượ t). t). Truyề Truyền động động phân cấ cấ p vớ  vớ i các bộ bộ truyề truyền bánh r ăng đượ c xử xử dụng r ộng rãi. Phạ Phạm vi biế biến đổi đổi tố tốc độ: độ: R n = Số cấ p tố tốc độ: độ:

z=

n max n min

(2.3)

n

∏ p

i

(2.4)

1

trong đó  pi : số số tỉ số truyề truyền củ của nhóm truyề truyền thứ thứ i. 8

I

II x x x

D2

D1 D3

x

D4

x x x

a. puli bậc

x

z'1 x

II

x

z'

I

z'

z'2

1

z'4 x

x

ượ t 4 bậc d. khối bánh r ăng di tr ượ 

z2

M

I z1 II

x

2

e.cơ cấu biến đổi tốc độ vớ i ly hợ  p vấu z z2 M I 1

M

z2

x

x

z'1

x

z'

z'3

x

x

II z'1

z'2

1

2

ượ t 3 bậc c. khối bánh r ăng di tr ượ 

z1

x

ượ t 2 bậc  b. khối bánh r ăng di tr ượ  z3 I z1 z2 z4

z'3 x

x

z'

z3

I

z2

z1

II

z2

z1

II

D'4

I

D'1 D'2 D'3

I

x

z'2 f.cơ cấu biến đổi tốc độ vớ i ly hợ  p ma sát z1 z2 x

x °     

II

II x

x

z'1

z'2

z'1 z'2 h.ly hợ  p vấu và tay đòn g.ly hợ  p vấu 2 phía H2.2: Một số cơ cấu biến đổi tốc độ B.

Hộ p Chạ Chạy dao

Yêu cầ cầu đối đối vớ  vớ i các cơ  cơ ccấu truyề truyền động động trong hộ hộ p chạ chạy dao máy công cụ cụ:  – 

Truyề Truyền công suấ suất bé, khoả khoảng( 5 ÷ 10)% công suấ suất truyề truyền động động chính

 – 

Biế Biến đổi đổi đượ c tố tốc độ trong 1 phạ phạm vi nhấ nhất định định

 – 

Có tính công nghệ nghệ, ví dụ dụ dễ lắ p ráp, chế chế tạo, thay thế thế...

Thườ  Thườ ng ng dùng các loạ loại cơ  c ơ ccấu sau : Các cơ  cơ ccấu chạ ch ạy dao trên các hình (H2.3 a,b,c,d) như như cơ c ơ cấu then kéo, bánh r ăng hình tháp, cơ  cơ ccấu Mean, cơ  cơ ccấu bánh r ăng thay thế thế... 9

z zz1 2 3

z4

z1z2 I

x x x x

z3z4

z1 I

x x x x x x x

II

z2

z0 II

I

x

z5 z6 z7

z8

' ' ' z 3z 4 ' z z1 2

z3 z8

z0 III

II

a.cơ  cấu th then kéo kéo b.cơ  cấu BR hình hình tháp tháp c.c c.cơ  cấu Mean a c

x

x x

 b

a

A0

 b c R 

A0

x

d d

d.cơ  cấu BR thay th ế

H2.3:Các cơ  cơ ccấu chạ chạy dao C.

Một số số cơ c ơ cấu đặc đặc biệ biệt khác: I z1 z0

z2

I II III

II

III x

z'

1

z '2

x

H2.4a. z1 z M 2 I

z1

x

x

x

z2 z 3

M

z0

z2

z4

H2.4c.

z1

x

z3

I

z2 x

II

z x

II I I

H2.4e. z3

II

z3 I III x

Tay 6

II

H2.4d.

M

z1

H2.4b.

x

z3

z0

z1

z2

x

z2 z 3

H2.4f.

z4

x

k 

x x

III

x

II

giá 1 H2.5: Cơ cấu vi sai

H2.4: Mộ Một số số cơ c ơ cấu đảo đảo chiề chiều và tổ tổng hợ  hợ  p chuyể chuyển động động 1. Các cơ  cơ ccấu đảo đảo chiề chiều (H2.4). Bao gồ gồm:

−

Các loạ loại truyề truyền động động giữ giữa các tr ục song song (H2.4a,b,c)

−

vuông góc(H2.4d,e) 10

truyền động động bánh r ăng ăn khớ  khớ   p trong (H2.4f)…dùng đảo đảo chiề chiều − truyề chuyể chuyển động động cho tr ục ra. 2. Cơ c ơ cấu tổ tổng hợ  hợ  p chuyể chuyển động động (cơ  (cơ ccấu vi sai) Các cơ  cơ  cấu nầy thườ  thườ ng ng dùng trong các máy gia công bánh r ăng khi cầ cần phố phối hợ  p chuyể chuyển động động (H2.5). 2.3.

Đồ thị thị phươ  phươ ng ng trình tố tốc độ cắt và lượ  lượ ng ng chạ chạy dao

H2.6: Đồ thị thị tia hình quạ quạt A

H2.7: Đồ thị thị logarít

Đồ thị thị tia hình quạ quạt: Cơ  Cơ ssở thi ở  thiếết lậ lậ p đồ thị thị tia hình quạ quạt dự dựa trên phươ  phươ ng ng

trình (2.1). Phươ  Phươ ng ng trình nầ nầy có dạ dạng 1 chùm đườ ng ng thẳ thẳng đi qua gố gốc toạ toạ độ khi cho n thay đổi đổi (H 2.6). Đồ thị thị trên biể biểu diễ diễn đượ c mố mối liên hệ hệ giữ giữa tố tốc độ cắt V, đườ ng ng kính chi tiế tiết gia công D và số số vòng quay tươ  tươ ng ng ứng n, tuy nhiên khi D tă t ăng, khoả khoảng cách giữ giữa 2 tia lân cậ cận cách xa nhau, do vậ vậy ngườ  ngườ i ta còn dùng đồ thị thị logarít. B

Đồ thị thị logarít: Cũ Cũng dự dựa trên phươ  phươ ng ng trình (2.1) như nhưng mô tả tả theo tọ tọa độ

logarít. Khi đó đồ thị thị có dạ dạng 1 chùm đườ ng ng thẳ thẳng song song, cách đều đều nhau và cắ cắt 2 tr ục tọ tọa độ dướ i góc 450(H2.7).

11

Câu hỏ hỏi và bài tậ tậ p Chươ  Chươ ng ng 1 & Chươ  Chươ ng ng 2: 1. Đặc Đặc điểm tạ tạo hình trên máy công cụ cụ. Thế Thế nào là chuyể chuyển động động tạ tạo hình? 2. Sơ đồ ơ đồ k ết cấ cấu động động họ học máy công cụ cụ? 3. Cho tố tốc độ tr ục vào (tr ục I) là nI . Tính toán các giá tr ị tốc độ tr ục ra (tr ục chính ) ở H2.2h. ở H2.2h. 4. Viế Viết tất cả các giá tr ị tốc độ tr ục ra theo tố tốc độ tr ục vào nI trên các H2.3b,c (cơ  (cơ  cấu bánh r ăng hình tháp và cơ  cơ ccấu Mean). Có nhậ nhận xét gì về về quy luậ luật dãy số số các giá tr ị tốc độ nầy. 5. Ở H2.5 (Cơ  (Cơ ccấu tổ tổng hợ  hợ  p chuyể chuyển động), động), cho nI, nII. Tính tố tốc độ tr ục ra nIII ẫn  : nIII và nI, nII có quan hệ Chỉ d ẫ  hệ xác định định theo công thứ thức: ω ω −ω z z ωLA ω 46 = = − 2 . 3 = −1 trong đó: 46 = 41 61 = −1 ωFA ω 26 ω26 ω21 − ω61 z3 z 4

⇒ ω41 + ω21 = 2ω61 hay: nIII + nI = 2nII.

k  z

6. H2.6 trình bày 1 phầ phần xích truyề truyền động động củ của 1 máy Tiệ Tiện. Cho tố tốc độ đầu đầu vào tr ục I (qua puly) là nI. Hãy xác định định tấ tất cả cả các giá tr ị tốc độ của tr ục ra nIII.

4 z120

z22 x

I

z26 z23

II

z30

x

z33

z17 z25 x

x

z39

III

z41

   x

x

z32

H2.6

x

x

5x z60

z34 x

z46

3 z80

x

Than Thanhh r ăng 10

6 z40

7

2 z48 x

z80 8 z65 9 m5

xoắn trái k=2 z60 1

H2.7

7. Trên H2.7, bánh r ăng 1 quay theo chiề chiều mũi tên vớ  vớ i tốc độ 240v/ph. Hãy xác định định tố t ốc độ [v/ph]củ [v/ph]của bánh r ăng 9 và lượ  lượ ng ng chạ chạy dao [m/ph] cũ cũng như như chiề chiều tị t ịnh tiế tiến của thanh r ăng 10. 12

8. Hai con lă lăn cán A và B (H2.8) trên 1 máy cán đượ c truyề truyền động động qua hệ hệ thố thống truyề truyền động động như như trên hình. Các con lă lăn phả phải đạt đạt tốc độ dài 1150mmm/s và có chiề chi ều theo chiề chiều mũ mũi tên. a. Hãy xác định định tỉ số tốc độ góc

ω2 để truyề truyền cho con lă lăn quay vớ  vớ i tốc độ yêu ω3

cầu. Bánh r ăng 1 quay 1800v/ph.  b. Xác định định chiề chiều quay củ của bánh 1 và hướ  hướ ng ng xoắ xoắn củ c ủa tr ục vít 6 để các con lă lăn có chiề chiều quay theo hình vẽ vẽ . Tr ục vào 1 z16 x

2

k=2

9 z42 A, ∅563 Xích Tr ục vít z14 9 4 7 8 Phôi bánh z24 k = 1 z26 z64 r ăng B x A x Xích 13 z18 7 11 12 3 8 z50 z35 x ắ k = 1, xo n trái x B, ∅392 10 k = 3 2 x 3x 6 x z30 x z42 Tr ục vào 1 xoắn trái z16 x x H2.8 z16 5 4 z36 5 H2.9 x

6

9. Trên H2.9 là 1 xích truyề truyền động động củ của 1 máy gia công bánh r ăng. Các cơ  cơ ccấu chấ chấ p hành là dao A và phôi B. Phôi bánh r ăng B đượ c lắ lắ p đồng đồng tr ục và cùng quay vớ  vớ i bánh vít 9. a.  Nế  Nếu phôi bánh B quay theo chiề chiều kim đồng đồng hồ hồ, hãy xác định định hướ  hướ ng ng xoắ xoắn củ của tr ục vít A  b. Xác định định tỉtỉ số tốc độ góc

ω7 khi cắ cắt phôi bánh r ăng B có số số r ăng z = 72. ω5

13

Chươ  Chươ ng ng 3 : Máy tiệ tiện 1.Ph 1. Phươ  ươ ng ng pháp gia công tiệ tiện và phân tích động động họ học Tiệ Tiện là 1 phươ  phươ ng ng pháp gia công cắ cắt gọ gọt thông dụ dụng nhấ nhất, trong đó dạ dạng mặ mặt gia công đượ c tạo nên bằ bằng hai chuyể chuyển động động gọi là chuyể chuyển động động tạo hình. Chuyể Chuyển động động quay tròn củ của chi tiế tiết ( hoặ hoặc củ của dao ) là chuyể chuyển động động chính và dị dịch chuyể chuyển thẳ thẳng là chuyể chuyển động động chạ chạy dao nhằ nhằm giúp cho chuyể chuyển động động chính tạ tạo nên chiề chiều dài cầ cần thiế thiết củ c ủa mặ m ặt gia công. Trên máy tiệ tiện có thể thể gia công đượ c các mặ mặt tr ụ, mặt côn (cả (cả trong và ngoài), mặ mặt đầu, đầu, cắ cắt ren trong (ngoài), cắ cắt đứt... đứt... 2.Máy 2. Máy tiệ tiện Máy tiệ tiện thườ  thườ ng ng đượ c phân thành 2 loạ loại:

 –  Máy tiệ tiện vạ vạn nă năng: gia công đượ c nhiề nhiều chủ chủng loạ loại chi tiế tiết  –  Máy tiệ tiện chuyên dùng: gia công đượ c 1 số số loạ loại chi tiế tiết nhấ nhất định. định. Các thông số số chính củ của máy tiệ tiện là đườ ng ng kính lớ  lớ n nhấ nhất củ c ủa phôi gia công đượ c bên trên thân máy và khoả khoảng cách lớ  lớ n nhấ nhất giữ giữa 2 mũ mũi tâm xác định định chiề chiều dài lớ  lớ n nhấ nhất củ của  phôi gia công (TCVN 267-68). 2.1 Các bộ bộ phậ phận chính củ của máy tiệ tiện A. Các bộ bộ phậ phận đứng đứng yên

 –  Thân máy  –  Hộ p tố tốc độ  –  Hộ p chạ chạy dao B. Các bộ bộ phậ phận chuyể chuyển động động và điều chỉ chỉnh đượ c

 –  Hộ p chuyể chuyển bàn dao (xe dao)  –  Bàn dao  –  Ụ động động 2.2 Máy tiệ tiện T620(1K62) A. Đặc Đặc tính k ỹ thu thuậật : Máy T620 do Việ Việt Nam sả sản xuấ xuất, có mộ một số số thông số số k ỹ thu thuậật chính như như sau:  –  Đườ ng ng kính lớ  lớ n nhấ nhất của phôi gia công đượ c trên thân máy, ∅max = 400  –  Khoả Khoảng cách 2 đầu đầu tâm, 710/1000/1400. 14

 –  Công suấ suất truyề truyền dẫ dẫn chính, N = 7,5KW.  –  Số cấ p tốc độ, độ, tr ục chính có 23 cấ cấ p tốc độ thu thuậận (nmin = 12,5v/ph ÷ nmax = 2000v/ph ) và 12 cấ cấ p tố tốc độ nghị nghịch ( nmin = 19v/ph ÷ nmax = 2420v/ph ).  –  Lượ ng ng chạ chạy dao dọ dọc, sd = (0,07 ÷ 4,16)mm/vg; lượ  lượ ng ng chạ chạy dao ngang sn = (0,035 ÷ 2,08)mm/vg.  –  Máy gia công đượ c 4 loạ loại ren: ren hệ hệ mét, t p = (1 ÷ 192)mm; hệ hệ Anh, n = (24 ÷ 2 ); hệ hệ mô đun, m = (0,5 ÷ 4,8)mm; hệ hệ Pitch, D p = ( 96 ÷1 ). B. Sơ đồ ơ đồ động động máy (H3.3)

 –  Xích tố tốc độ: độ: +

Đườ ng ng truyề truyền thuậ thuận : Số cấ p zt = zt1 + zt2

•

zt1 (đườ ng ng truyề truyền chậ chậm)

56 Φ142 34 nđ/c . Φ 254 51 39

29 47 21 55 38 38

22 88 45 45

22 88 26 = n t/c 45 52 45

22 Có 24 cấ cấ p tố tốc độ, độ, tuy nhiên 2 nhóm tỉ t ỉ số truyề truyền 88 45 45

(3.1)

22 88 thự thực tế tế chỉ chỉ có các tr ị số tỉ số 45 45

truyề truyền 1/16, 1/4, 1, do vậ vậy zt1 = 18.

•

zt2 (đườ ng ng truyề truyền nhanh) zt2 có 6 cấ cấ p tố tốc độ. độ.

(3.2)

Máy có tổ tổng cọng 23 tố tốc độ ( thay vì 24) do trùng 1 tố t ốc độ (tố (tốc độ thấ thấ p nhấ nhất của đườ ng ng truyề truyền nhanh và tố tốc độ cao nhấ nhất củ của đườ ng ng truyề truyền chậ chậm).

+ Đườ ng ng truyề truyền nghị nghịch: Máy có 12 cấ cấ p tố tốc độ nghị nghịch  –  Xích chạ chạy dao: +

Xích chạ chạy dao tiệ tiện ren: Có thể thể titiệện đượ c 4 loạ loại ren, ngoài ra cho

 phép cắ cắt đượ c ren khuế khuếch đại đại (bướ  (bướ c lớ  lớ n), n), ren chính xác, ren mặ m ặt đầu.... đầu.... Để cắt ren, cầ cần có chuyể chuyển động động quay tròn củ của phôi lắ lắ p trên tr ục chính và chuyể chuyển động động tịnh tiế tiến của  bàn dao. Các chuyể chuyển động động nầ n ầy phả ph ải thoả thoả mãn điều kiệ ki ện phôi quay 1 vòng thì bàn dao 15

tịnh tiế tiến 1 bướ  bướ c t p. Từ Từ đó ta có sơ  sơ đồ đồ:: (H3.1)

H3.1: Sơ  Sơ đồ đồ k ết cấ cấu xích tiệ tiện ren 1.

Khi cắ cắt ren hệ hệ mét:

42 42 60 28 42 z n 25 1vòng tr ục chính ⋅ i ⋅ (t = 12) = t p p 60 56 50 36 28 gb x 35 28 28 35

2.

Khi cắ cắt ren Anh 42 35 37 28 36 25,4 i gb ⋅ (t x = 12) = 50 37 35 25 z n n

1vòng tr ục chính ⋅ icđ ⋅iđc 3.

(3.4)

Khi cắ cắt ren mođ mođun 64 z n 25 i ⋅ (t = 12 ) = πm 97 36 28 gb x

1vòng tr ục chính ⋅ icđ ⋅iđc 4.

(3.3)

(3.5)

Khi cắ cắt ren Pitch

1vòng tr ục chính ⋅ icđ ⋅iđc

64 35 37 28 36 25,4π i gb ⋅ (t x = 12 ) = 97 37 35 25 z n D p

(3.6)

cắt ren khuế khuếch đại đại có bướ  bướ c lớ  lớ n, n, ví dụ dụ cắt rãnh dầ dầu bôi tr ơ  ơ n ở  • Khi cắ các ổ tr ượ  ượ t,t, đườ ng ng truyề truyền để tạo bướ  bướ c lớ  lớ n: n: 88 52 22 1vòng tr ục chính ⋅ 26 45 45

45 45 45 i ⋅ i ⋅ i ⋅ i ⋅ (t = 12) = t  p  p 88 45 đc tt cs gb x 22

(3.7)

16

cắt ren chính xác, xích chạ chạy dao theo đườ ng ng truyề truyền ngắ ngắn • Khi cắ nhấ nhất không qua Hộ Hộ p chạ chạy dao. Muố Muốn thay đổi đổi bướ  bướ c ren, phả phải tính toán lắ lắ p đặt đặt itt

• Khi cắ cắt ren mặ mặt đầu, đầu, phả phải xử dụng vít me chạ chạy dao ngang. Đườ ng ng truyề truyền khi cắ cắt ren mặ mặt đầu đầu cũng giố giống 4 loạ loại ren trên, chỉ chỉ khác dẫ dẫn động động cho tr ục tr ơ  ơ n đượ c truyề truyền từ bánh r ăng z28 ăn khớ  khớ  p vớ i bánh r ăng z56 nằ nằm độc độc lậ p ( không qua ly hợ  hợ  p vượ  vượ t như như truyề truyền động động tr ục tr ơ  ơn  thông thườ  thườ ng), ng), nhờ  nhờ đđó bả bảo đảm đảm tỉ tỉ số truyề truyền chính xác hơ  hơ n cho vít me chạ chạy dao ngang. 42 42 28 60 42 64 ẫn  : icđ = Chú d ẫ  ; i đc = ; itt = (hoặ (hoặc = ); z n = 26, 28, 32, 36, 40, 44, 48; 60 56 50 97 35 28 28 35 18 igb = 45 28 35

35 28 . 15 48

+ Xích chạ chạy dao tiệ tiện tr ơ  ơn: n  : khi tiệ tiện mặt tr ụ, mặt côn, cắ cắt đứt, đứt, khoả khoả mặt...Đườ  t...Đườ ng ng truyề truyền nối từ t ừ tr ục chính xuố xuống hộ h ộ p chạ chạy dao đến đến khố khối bánh r ăng z28 ăn khớ  khớ  p vớ  vớ i bánh r ăng z56 trên ly hợ  hợ  p vượ  vượ t để dẫn động động tr ục tr ơ  ơn  và hộ hộ p chuyể chuyển bàn dao cung cấ cấ p chạ chạy dao dọ dọc tự tự động động (vớ  (vớ i khâu chấ chấ p hành bánh r ăng-thanh r ăng hoặ hoặc vít me chạ chạy dao ngang). 1. Chạ Chạy dao dọ dọc tự tự động: động:

•

thuậận : Từ tr ục tr ơ  thu ơ n → z20 →z40→ z37 M7↑ →z14 → z66

→z10 (bánh r ăng ăn khớ  khớ  p vớ  vớ i thanh r ăng ) •

nghị nghịch : Từ Từ tr ục tr ơ  ơn  → z20 → z40 → z45 → z37(cơ  z37(cơ  cấu đảo đảo

chiề chiều) M6↓ →z14 →z66 → z10 (bánh r ăng ăn khớ  khớ  p vớ  vớ i thanh r ăng ) 2. Chạ Chạy dao ngang tự tự động: động:

•

thuậận : Từ tr ục tr ơ  thu ơ n → z20 →z40→ z37 M9↑→ z40 →

z61→z20 → vít me tx = 5 mm

•

nghị nghịch : Từ Từ tr ục tr ơ  ơn  → z20 →z40 → z45 → z37 (cơ  (cơ  cấu đảo đảo

chiề chiều) M8↓ → z40 → z61 → z20 → vít me tx = 5 mm  –  Xích chạ chạy dao nhanh : Nố Nối từ t ừ động động cơ  c ơ ch chạạy dao nhanh có công suấ suất 17

 N = 1KW qua bộ bộ truyề truyền đai đến đến tr ực tiế tiế p tr ục tr ơ  ơn. n  . C. Một số số cơ c ơ cấu đặc đặc biệ biệt  –  Ly hợ  hợ  p vượ  vượ t [7]  –  Cơ c ơ cấu đai ốc hai nử nửa  –  Cơ c ơ cấu an toàn khi quá tả t ải  –  Cơ c ơ cấu an toàn khi sử sử dụng máy 3.Đ 3. Điều chỉ chỉnh máy tiệ tiện 3.1 Tiệ Tiện côn 3.2 Tiệ Tiện ren 1. Ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối: Trong ký hiệ hiệu ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối, quy ướ c ghi đườ ng ng kính danh ngh ĩ a (D), bướ  bướ c giữ giữa 2 đỉnh đỉnh ren liên tiế tiế p (t) và số số đầu đầu mố mối (k). Do vậ vậy bướ  bướ c t p của mỗ mỗi đườ ng ng ren sẽ sẽ là t p = k 

⋅ t. Khi điều chỉ ch ỉnh máy phả phải điều chỉ ch ỉnh theo t p để cắt từ t ừng đườ ng ng ren, sau đó phân độ để cắt các đầu đầu mố mối khác. Như Như vậy, để cắt ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối ta phả phải tiế tiến hành 2 bướ  bướ c: c:  –  Điều chỉ chỉnh máy để cắt ren có bướ  bướ c t p p  –  Phân độ để cắt đủ số đầu đầu mố mối. 2. Các bướ  bướ c tính toán : Cầ Cần chú ý r ằng trong cắ cắt ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối, ta phả phải phân độ khi đã k ết thúc cắ cắt 1 mố mối ren. Các bướ  bướ c tính toán:

+ Điều chỉ chỉnh máy để cắt ren có bướ  bướ c t p ( các bướ  bướ c không có sẵ sẵn trong Hộ Hộ p chạ chạy dao). Theo sơ  sơ đồ đồ H3.2 ta có: ng di động động tính toán: 1vòng tr ục chính → t p p • Lượ ng a c Phươ ng ng trình xích động: động: 1vòng ⋅ icđ ⋅ • Phươ  ⋅ tx = t p  b d t a c • Công thứ thức điều chỉ chỉnh: x = =  p  b d i cđ ⋅ t x

(3.8)

H3.2: Sơ  Sơ đồ đồ cắt ren không qua hộ hộ p chạ chạy dao 18

Vớ i các yế yếu tố tố đã biế biết : t p, icđ , tx ta tính đượ c tr ị số x từ từ đó phân tích thành các bánh r ăng a,b hoặ hoặc a,b,c,d. Để các bánh r ăng lắ l ắ p vào không chạ chạm tr ục chúng cầ cần thoả thoả mãn điều kiệ kiện: a + b ≥ c + ( 15 ÷ 20 ) c + d ≥ b + ( 15 ÷ 20 ) Các bánh r ăng thay thế thế a,b,c,d phả phải đượ c ch c họn trong bộ bộ bánh r ăng thay thế thế của máy như như sau: Bộ 4: 20,24,28...120 ; Bộ Bộ 5: 20,25,30...120 Các bánh r ăng đặc đặc biệ biệt: 47,97,127,157. Khi tính toán điều chỉ ch ỉnh có thể thể phả phải chuyể chuyển đổi đổi đơ n vị vị khi bướ  bướ c ren cầ cần cắ cắt khác hệ hệ vớ i bướ c vít me, khi đó phả phải chọ chọn giá tr ị gần đúng củ của 1" hoặ hoặc π. Có thể thể lấy 1" = 25,4 =

127 1600 432 22 157 ;π= ≈ ≈ ≈ 5 63 17 7 50

phươ ng ng pháp phân tích x để chọ chọn bánh r ăng thay thế thế a,b,c,d. • Các phươ  1. Phân tích chính xác Giả Giả sử ta có x =

A trong đó A, B là các số s ố nguyên không chia đúng cho nhau và B

cũng không có thừ thừa số số chung. Ví dụ dụ x =

x=

299 . Giá tr ị x đượ c phân tích như như sau khi tìm bánh r ăng thay thế thế. 396

13 ⋅ 23 13 23 13 ⋅ 23 52 92 = ⋅ = = ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅ 3 ⋅ 11 2 ⋅ 3 ⋅ 3 11 ⋅ 2 18 ⋅ 22 72 88

(a,b, c, d là các bánh r ăng có sẵ sẵn).

Kiể Kiểm tra điều kiệ kiện lắ lắ p ráp: a + b > c + ( 15 ÷ 20) :

52 + 72 > 92 + ( 15 ÷ 20)

c + d > b + ( 15 ÷ 20) :

92 + 88 > 72 + ( 15 ÷ 20)

2. Phân tích gầ gần đúng Khi không thể thể phân tích chính xác đượ c, c, có thể thể dùng cách chia ngượ  ngượ c Phươ  Phươ ng ng pháp chia ngượ  ngượ c : Giả Giả sử chia ngượ  ngượ c x =

A B 19

 Như  Như vậy, tùy theo độ chính xác yêu cầ cầu để lấy các giá tr ị a1, a2 ... phù hợ  hợ  p, thườ  thườ ng ng  bằ  bằng cách kiể kiểm tra bướ  bướ c ren cắ cắt đượ c qua sai số số tích lũ lũy bướ  bướ c ren trên 1 chiề chiều dài nhấ nhất định. định. Phươ  Phươ ng ng pháp tra bả bảng: Tra theo bả bảng chọ chọn bánh r ăng [3]. nhiều đầu đầu mố mối + Phân độ để cắt ren nhiề

• Phân độ theo chu vi: Sau khi cắ cắt xong mố mối ren thứ thứ nhấ nhất, ngắ ngắt xích truyề truyền động động từ t ừ tr ục chính đến đến bàn dao, quay phôi đi mộ m ột góc 3600/k để /k  để cắt mối ren tiế tiế p theo. Trên máy 1K62 có đĩ a chia độ chuyên dùng lắ lắ p ở đ ở đuôi tr ục chính. Chu vi củ của đĩ a đượ c chia thành 60 phầ phần bằ bằng nhau, như như vậy ta có thể thể cắt đượ c các ren có số số đầu đầu mố m ối là 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20,30 và 60 mộ một cách chính xác.

• Phân độ theo chiề chiều dọ dọc: Phươ  Phươ ng ng pháp nầ nầy cho phép giữ giữ nguyên xích cắ cắt ren khi phân độ. độ. Sau khi cắ cắt xong mối ren thứ thứ nhấ nhất ta chỉ chỉ việ việc dịch chuyể chuyển dao đi 1 bướ c t nhờ  nhờ  xe dao dọ dọc. Kiể Kiểm tra  bằ  bằng du xích trên xe dao dọ dọc, hoặ hoặc bằ bằng đồng đồng hồ hồ so... 4.M 4. Một số số máy tiệ tiện chuyên dùng.  Ngoài các máy tiệ tiện vạn năng, trong sả sản xuấ xuất còn dùng các máy tiệ tiện chuyên dùng. Đặc Đặc điểm chung :  –  Chỉ Chỉ sử dụng để gia công mộ một chủ chủng loạ loại chi tiế tiết nhấ nhất định định  –  Phụ Phục vụ vụ trong sả sản xuấ xuất loạ loạt và khố khối 20

Một số số loạ loại máy tiệ tiện chuyên dùng:  –  Máy tiệ tiện ren chính xác: Sả Sản phẩ phẩm đạt đạt độ chính xác cao hơ  hơ n nhờ  nhờ  k ết cấu máy đơ n giả giản, có trang bị bị các cơ  cơ ccấu tự tự chỉ chỉnh để hiệ hiệu chỉ chỉnh sai số số bướ c ren...  –  Máy tiệ tiện hớ  hớ t lư lưng: dùng để gia công bề bề mặt sau củ của r ăng các loạ loại dao phay. Các chuyể chuyển động động củ của máy đượ c cung cấ cấ p dự d ựa trên đặc đặc điểm tạ t ạo hình bề bề mặt sau r ăng dao ( thườ  thườ ng ng dùng đườ ng ng cong Ác si mét).  –  Máy tiệ tiện tr ục khuỷ khuỷu... Câu hỏ hỏi và bài tậ tậ p Chươ  Chươ ng ng 3 1.

Đọc Đọc sơ  đồ động động máy T620(1K62) theo từ từng loạ loại chuyể chuyển động, động, chuyể chuyển động động

chính, chạ chạy dao, chuyể chuyển động động nhanh.... 2.

Liệ Liệt kê các cơ  cơ  cấu đặc đặc biệ biệt trên sơ  sơ  đồ động động máy T620(1K62). Cho biế biết đặc đặc

điểm, công dụ dụng củ của từ từng loạ loại cơ  cơ ccấu. 3.

Điều chỉ chỉnh máy tiệ tiện khi cắ cắt ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối.

4.

Tính toán điều chỉ chỉnh máy tiệ tiện khi gia công theo công thứ thức (3.8): a. tr ục vít vớ  vớ i m = 1  b. ren Anh vớ  vớ i n (số (số vòng ren trên 1 đơ n vị vị tấc Anh) có n = 8 c. ren quố quốc tế tế vớ i t p = 1,5 d. ren Pitch (Diametral Pitch-số Pitch-số mô môđđun trên 1 đơ n vị vị tấc Anh)có D p = 4

Giả Giả thiế thiết vít me máy có bướ  bướ c tx = 12mm, icđ = 1

21

H3.3: Sơ  Sơ đồ đồ động động máy Tiệ Tiện 1K62(T620) 22

Chươ  Chươ ng ng 4 : Máy phay 1. Phươ  Phươ ng ng pháp gia công phay và phân tích động động họ học Phay là 1 phươ  ph ươ ng ng pháp gia công phổ phổ biế biến để gia công mặ mặt phẳ phẳng cũng như như các bề bề mặt định định hình khác nhau. Có thể thể nói r ằng phay hầ hầu như như thay thế thế cho bào trong sả sản xuấ xuất loạ loạt lớ  lớ n và khố khối nhờ  nhờ dao dao phay có nhiề nhiều lưỡ  lưỡ i cắ cắt cùng làm việ việc, tố tốc độ cắt cao hơ  hơ n và dễ dễ mở r  ở r ộng khả khả năng công nghệ nghệ... Chuyể Chuyển động động chính là chuyể chuyển động động tạo tốc độ cắt cho dao, chuyể chuyển động động chạ chạy dao thườ  thườ ng ng do bàn máy thự thực hiệ hiện theo 3 phươ  phươ ng: ng: ngang, dọ dọc, đứng. đứng. 2. Máy phay: Đượ c phân thành 2 loạ loại theo công dụ dụng:  –  Máy phay vạ vạn nă năng: ngang, đứng... đứng...  –  Máy phay chuyên dùng: gia công đượ c 1 số loạ loại chi tiế tiết nhấ nhất định, định, ví dụ dụ máy  phay ren vít, phay chép hình.... Thông số số chính củ của máy phay là kích cỡ  cỡ bàn bàn máy xác định định kích thướ  thướ c lớ n nhấ nhất của  phôi gia công đượ c trên máy (TCVN 268-68). 2.1

Các bộ bộ phậ phận chính củ của máy phay

A. Các bộ bộ phậ phận đứng đứng yên

 –  Thân máy  –  Giá đỡ tr  đỡ tr ục dao  –  Hộ p tố tốc độ B. Các bộ bộ phậ phận chuyể chuyển động động và điều chỉ chỉnh đượ c

 –  Bàn máy  –  Hộ p chạ chạy dao  –  Bàn tr ượ  ượ t trên 2.2

Máy phay ngang vạ vạn nă n ăng 6H81: Máy có tr ục chính bố bố trí nằ nằm ngang, bàn

máy có thể thể xoay đượ c quanh tr ục thẳ thẳng đứng. đứng. A Đặc Đặc tính k ỹ thu thuậật: Máy do Liên bang Nga sản xuấ xuất, có mộ một số thông số số k ỹ thuậật chính như thu như sau  – 

Bàn máy cỡ  cỡ ssố 1 (250 x 1000), mm x mm

 – 

Khoả Khoảng cách từ từ đườ ng ng tr ục (mặ (mặt mút) tr ục chính tớ  tớ i bàn máy:( 30 ÷340 )

 – 

Công suấ suất truyề truyền dẫ dẫn chính N = 5,8KW.

mm.

23

 – 

Số cấ p tố tốc độ tr ục chính:16 (nmin = 65v/ph ÷ nmax = 1800v/ph ).

 – 

Số cấ p tố tốc độ chạ chạy dao:16. Lượ  Lượ ng ng chạ chạy dao dọ dọc, sd = (35 ÷ 980)mm/ph;

lượ ng ng chạ chạy dao ngang sn = (25 ÷ 765)mm/ph; lượ  lượ ng ng chạ chạy dao đứng đứng sđ = (12 ÷ 380)mm/ph.  – 

Góc xoay lớ  lớ n nhấ nhất củ của bàn máy: ± 450 .

B Sơ đồ ơ đồ động động máy (H4.5)  –  Xích tố tốc độ

 –  Xích chạ chạy dao

 –  Xích chạ chạy dao nhanh

2.3

Máy phay đứng đứng vạn năng : Tấ Tất cả máy phay ngang đều đều có thể thể tr ở  ở  thành

máy phay đứng đứng bằ bằng cách lắ lắ p đầu đầu phay. Đặc Đặc điểm củ của loạ loại máy phay đứng đứng vạ vạn nă năng:

 –  Tr ục chính bố bố trí thẳ thẳng đứng. đứng.  –  Tr ục chính có thể thể xoay đượ c trong mặ mặt phẳ phẳng thẳ thẳng đứng. đứng.  –  Chỉ Chỉ khác máy phay ngang ở v ở  vị trí tr ục chính, còn lạ lại các bộ bộ phậ phận khác hầu như như giố giống nhau. 24

 –  Tr ục chính lắ lắ p đượ c các loạ loại dao gia công mặ mặt phẳ phẳng, mặ mặt đầu, đầu, gia công r ăng bánh r ăng vớ  vớ i dao phay ngón... 3. Điều chỉ chỉnh gia công phay vớ  vớ i đầu đầu phân độ Đầu Đầu phân độ là 1 trang bị bị phụ phụ đi kèm theo máy phay để mở r  ở r ộng khả khả năng công nghệ nghệ của máy, chẳ chẳng hạn phay các mặ mặt đều đều nhau trên vòng tròn, gia công bánh r ăng bằng  phươ   phươ ng ng pháp chép hình... 1.

Các loạ loại đầu đầu phân độ và công dụ dụng:

• Các loạ loại đầu đầu phân độ Đầu Đầu phân độ đơ n giả giản Đầu Đầu phân độ quang họ học Đầu Đầu phân độ vạn nă năng:

+ Có đĩ a phân độ + Không có đĩ a phân độ • Công dụ dụng : Dùng để chia vòng tròn thành các phầ phần đều đều nhau, hoặ hoặc không đều đều nhau khi gia công các chi tiế tiết nhiề nhiều cạ c ạnh, tr ục hoặ ho ặc lỗ then hoa, bánh r ăng thẳ thẳng hoặ hoặc nghiêng, đườ ng ng xoắ xoắn vít... 3.2. Các phươ  phươ ng ng pháp phân độ Các loạ loại đầu đầu phân độ đều đều có thể thể thự thực hiệ hiện theo cách :

 –   –   – 

Phân độ gián đoạn (khi phân độ đơ n giả giản) Phân độ gián đoạn và liên tụ tục (khi phân độ vi sai) Phân độ liên tụ tục ( khi phân độ phay rãnh xoắ xoắn )

(1)

Đầu Đầu phân độ đơ n giả giản:

Phân độ nhờ  nhờ đĩ  đĩ a chia đượ c lắ lắ p tr ực tiế tiế p lên tr ục chính củ của đầu đầu phân độ hoặ hoặc gián tiế tiế p (qua bộ bộ truyề truyền động động ). (2)

Đầu Đầu phân độ quang họ học: Loạ Loại nầy có độ chính xác cao thườ  thườ ng ng dùng

để khắ khắc vạ vạch cho dụ dụng cụ cụ đo, hoặ hoặc xử xử dụng trong các phòng thí nghiệ nghiệm. (3)

Đầu Đầu phân độ vạn nă năng:

Tr ục chính đầu đầu phân độ có thể thể xoay đượ c trong mặ mặt phẳ phẳng thẳ thẳng đứng đứng lên phía trên 1 góc 900 hoặ hoặc xuố xuống phía dướ  dướ i 1 góc 100 so vớ  vớ i tr ục nằ nằm ngang. a. Đầu Đầu phân độ vạn nă năng có đĩ a chia độ. độ. Có 3 khả khả năng phân độ: độ:

+ Phân độ đơ n giả giản (H4.1) : 25

Giả Giả sử cần chia 1 chi tiế tiết làm X phầ phần đều đều nhau. Khi đó tr ục chính đầu đầu phân độ cần quay

1 vòng, và tay quay quay n vòng, vớ  v ớ i : X

n=

1 z ⋅ 1 ⋅ vòng X k 

(4.1)

H4.1: Đầu Đầu phân độ vạn nă năng phân độ đơ n giả giản Đặt Đặt N =

z : đượ c gọ gọi là số số đặc đặc tính củ của đầu đầu phân độ, độ, thườ  thườ ng ng N = 40, 60, 80… k 

 Như  Như vậy, ta có

n=

 N X

(4.2)

Tr ịsố n tính ra thườ  thườ ng ng không phả phải là số số nguyên (n ≠ E vớ  vớ i E nguyên). Do đó cầ cần chọ chọn  N ⋅B E  N X = 1số 1số nguyên B sao cho ⋅ B = E . Hay: n = X B B

 Nế  Nếu E > B, ta có thể thể viế viết:

n=C+

A B

(4.3) (4.4)

trong đó − C: số số vòng quay nguyên củ của tay quay  –  B: số số lỗ của vòng lỗ lỗ lựa chọ chọn trên đĩ a chia  –  A: số số lỗ cần quay trong 1 lầ lần phân độ trên vòng lỗ lỗ B đã chọ chọn Các đĩ a chia đã đượ c tiêu chuẩ chuẩn hoá và đượ c chế ch ế tạo vớ  vớ i lỗ l ỗ đặc đặc ở 2 ở  2 mặ m ặt. Loạ Loại thông dụng có : Mặ Mặt 1 có các vòng lỗ lỗ 24-25-28-30-34-37-38-39-41-42-43; Mặ Mặt 2 có các vòng lỗ: 46-47-49-51-53-54-57-58-59-62-66 Ví dụ d ụ cần chia 9 phầ phần trên đĩ a chia. Đầu Đầu phân độ có số số đặc đặc tính N = 40. Như Như vậy số số vòng quay tay quay n =

40 4 = 4+ vòng. Chọ Chọn vòng lỗ lỗ B có 54 lỗ lỗ, trên đó quay 1 số số lỗ 9 9 26

A = 24 cho mỗ mỗi lầ lần phân độ. độ. Chú ý: ý: Để tránh nhầ nhầm lẫ l ẫn, dùng 1 đồ gá nan quạ quạt gồ g ồm các thanh nan quạ quạt I và II có thể thể điều chỉ ch ỉnh đượ c để xác định định số s ố lỗ cần quay trong 1 lầ lần phân độ trên vòng lỗ lỗ B ở  đĩ a chia.

+ Phân độ vi sai (H4.2):

H4.2: Đầu Đầu phân độ vạn nă năng phân độ vi sai Cũng có tr ườ  ườ ng ng hợ  h ợ  p vớ  v ớ i số vòng quay củ của tay quay n = C +

A , ta không thể thể tìm B

đượ c vòng lỗ lỗ cần thiế thiết có sẵ sẵn trên đĩ a chia để phân độ đơ n giả giản. Khi đó bắ bắt buộ buộc phả phải dùng cách phân độ vi sai. Theo cách phân độ nầy, đĩ a phân độ đượ c nố nối đến đến tr ục chính của đầu đầu qua cơ  cơ ccấu bánh r ăng thay thế thế

a c ⋅ nên phân độ vi sai chỉ chỉ có thể thể thự thực hiệ hiện  b d

vớ i tr ục chính ở v ở vị trí nằ nằm ngang.  Ngoài ra, để phân độ cho chi tiế tiết, không nhữ những nhờ  nhờ chuy chuyểển động động quay củ của tay quay mà còn nhờ  nhờ  đĩ a chia quay thêm (hoặ (hoặc bớ t) t) nên đĩ a chia không còn cố cố định định vào thân đầu đầu phân độ. độ. Giả Giả sử cần chia chi tiế tiết làm X phầ phần, như nhưng số vòng quay tính ra n (4.4) không tìm đượ c số số vòng lỗ lỗ có sẵ sẵn B trên đĩ a. a. Chọ Chọn Xx sao cho có thể thể tìm đượ c vòng lỗ lỗ B để phân độ đơ n giả giản vớ  vớ i n' =

 N . Do vậ vậy gây sai số số trong 1 lầ lần phân độ: độ: Xx

⎛   ⎞ ⎜1 1 ⎟  N  N ∆n = n − n = − =  N⎜ − ⎟ X Xx ⎜ X Xx ⎟ ⎝   ⎠ '

(4.5)

27

Sai số số nầy đượ c bù bở  bở i cơ  cơ ccấu bánh r ăng thay thế thế

a c ⋅ tính cho X lầ lần phân độ (hay  b d

1 vòng quay đầy đầy đủ của tr ục chính đầu đầu phân độ). độ). a c x = ⋅ = itt = NX  b d

Tỉ số

⎛   ⎞ ⎛   ⎞ ⎜1 1 ⎟ ⎜ X ⎟ ⎜ X − X ⎟ =  N⎜1 − X ⎟ ⎜ ⎜ x ⎟ x ⎟ ⎝   ⎠ ⎝   ⎠

(4.6)

a c ⋅ có thể thể dươ ng ng hoặ hoặc âm tùy theo Xx > X hoặ hoặc Xx < X :  b d

∗

 Nế  Nếu Xx > X : Sai số số khi phân độ dươ ng, ng, đĩ a chia quay cùng chiề chiều

tay quay (chiề (chiều kim đồng đồng hồ hồ)

∗

 Nế  Nếu Xx < X : Sai số số khi phân độ âm, đĩ a chia quay ngượ  ngượ c chiề chiều

tay quay (ngượ  (ngượ c kim đồng đồng hồ hồ) Sau khi chọ chọn đượ c các bánh r ăng thay thế thế

a c ⋅ , kiể kiểm tra điều kiệ kiện lắ  p ráp và số số  b d

lượ ng ng bánh r ăng đệm đệm cầ cần thiế thiết để có chiề chiều quay đĩ a chia theo yêu cầ cầu. a

a

z1 x >0 ( đĩ a phân độ quay  b cùng chiều tay quay)

z0

c

d

 b

z0

 b

x<0 ( đĩ a phân độ quay ngượ c chiều tay quay)

a. 1 cặ p bánh r ăng thay thế  b c a

x >0 ( đĩ a phân độ quay cùng chiều tay quay)

a

z0 d

 b. 2 cặ p bánh r ăng thay thế

x<0 ( đĩ a phân độ quay ngượ c chiều tay quay)

H4.3: Sơ  Sơ đồ đồ lắ p bánh r ăng đệm đệm Ví dụ dụ : Dùng đầu đầu phân độ có N = 40 để phân độ khi phay bánh thẳ thẳng có số số r ăng z61. số vòng quay n củ của tay quay để phân độ đơ n giả giản: • Tính số n=

 N 40 = : Không có vòng lỗ lỗ B có 61 lỗ lỗ sẵn có trên đĩ a, a, phả phải phân độ vi sai. Giả Giả X 61

sử chọ chọn Xx = 60, ta có: n' =

 N 40 2 16 = = : mỗ = mỗi lầ lần phân độ quay tay quay 16 lỗ lỗ X x 60 3 24 28

trên vòng lỗ lỗ 24 lỗ lỗ. ⎛   ⎞ ⎛  61 ⎞ ⎜ X⎟ a c 40 • Tính ⋅ =  N⎜1 − ⎟ = 40 ⎜⎜1 − ⎟⎟ = − .  b d 60 ⎜ 60 ⎟ ⎜ Xx ⎟ ⎝   ⎠ ⎝   ⎠

Dấu tr ừ chứ chứng tỏ tỏ đĩ a chia quay ngượ  ngượ c chiề chiều tay quay, nên chọ chọn a = 40, b = 60, cũ c ũng có thể thể dùng thêm 2 bánh r ăng đệm. đệm.

+ Phân độ phay rãnh xoắ xoắn (H4.4):

H4.4: Đầu Đầu phân độ vạn nă năng phân độ phay rãnh xoắ xoắn Chuyể Chuyển động động tạo hình do phôi đảm đảm nhậ nhận. Phôi vừ vừa quay vừ vừa tịnh tiế tiến sao cho khi  phôi quay 1 vòng thì cũ cũng chuyể chuyển động động tịtịnh tiế tiến đượ c 1 bướ  bướ c xoắ xoắn vít củ của rãnh xoắ xoắn. Các bướ  bướ c tính toán điều chỉ chỉnh:

∗ Phân độ đơ n giả giản: ntq =

 N A = C+ X B

trong đó, X là số số đầu đầu mố mối ren ( hay số số r ăng bánh r ăng nghiêng ) cầ cần cắ cắt. chỉnh để cắt 1 đầu đầu mố mối: ∗ Điều chỉ Lượ ng ng di động động tính toán: 1vòng phôi⋅ Công thứ thức điều chỉ chỉnh: y =

z bv d  b ⋅1⋅1⋅1⋅ ⋅ ⋅ix = t p k  c a

t a c ⋅ =  N x  b d t p

(4.7)

Chú ý:  – Không  –  Không thể thể phân độ vi sai khi phay rãnh xoắ xoắn.  – Bàn  –  Bàn máy xoay 1góc β bằng góc nghiêng củ của đườ ng ng xoắ xoắn để 29

 phươ   phươ ng ng củ của dao trùng vớ  vớ i phươ  phươ ng ng củ của đườ ng ng xoắ xoắn, đượ c tính như như sau: t p = πDcotgβ; D = msz =

 Nt sin β πm n z mnz và y = x ⇒ t p p = πm n z cos β sin β

Khi chọ chọn dao ta phả phải chọ chọn theo số số r ăng giả giả tưở ng ng : z∅ =

z cos 3 β

Ví dụ dụ: Xử dụng đầu đầu phân độ có N = 40 để phay bánh r ăng nghiêng vớ  vớ i z = 56, góc nghiêng

β = 300, mn = 2 trên máy phay ngang có t x = 6mm  N 40 20 A = = = X 56 28 B

∗

Phân độ đơ n giả giản: n =

∗

Tính và lắ lắ p đặt đặt bánh r ăng thay thế thế πm n z 3,14 ⋅ 2 ⋅ 56 t a c = ⋅ =  N x vớ i t p = = 704 1  b d t p sin β 2

Do đó

a c 6 240 60 25 ⋅ = 40 = = ⋅  b d 704 704 55 80

∗ Tùy theo hướ  hướ ng ng nghiêng củ của r ăng (trái hoặ hoặc phả phải) mà ta đánh lệ lệch  bàn máy theo cùng hoặ hoặc ngượ  ngượ c chiề chiều kim đồng đồng hồ hồ  b. Đầu Đầu phân độ không có đĩ a chia độ (H4.5):

H4.5: Đầu Đầu phân độ vạn nă năng không có đĩ a chia 30

Tính toán điều chỉ chỉnh giố giống loạ loại có đĩ a, a, chỉ chỉ khác do không có đĩ a chia nên mỗ mỗi lần  phân độ, độ, tay quay phả phải quay mộ một số nguyên lầ lần (ntq). Muố Muốn vậy, ngườ  ngườ i ta dùng bộ bộ  bánh r ăng thay thế thế và 1 bộ bộ vi sai. Chố Chốt lò xo 2 để ghi dấ dấu đúng 1 vòng quay.

+ Khi phân độ đơ n giả giản: Z1 đứng đứng yên (Z1 = Z2 = Z3 = Z4): i132 =

n1 − n 2 z 3 z 2 = ⋅ = −1 n 3 − n 2 z 2 z1

Vớ i n1 = 0 thì n3 = 2n2 hay i =

n3 a c  N = 2 , do đó ⋅ = n2  b d 2X ⋅ n tq

(4.8) (4.9)

ntq  phả  phải nguyên và chọ chọn tr ướ  ướ c. c.

+ Khi phân độ vi sai: ⎛  X  ⎞ a 1 c1 ⎟⎟ ⋅ =  N⎜⎜1 −  b1 d1 X x  ⎠ ⎝ 

(4.10)

xoắn: Tính toán tươ  tươ ng ng tự tự + Phay rãnh xoắ 4. Các loạ loại máy phay chuyên dùng:  Ngoài các máy phay vạ vạn năng, trong sả sản xuấ xuất còn gặ gặ p các loạ loại máy phay có chế chế độ gia công nâng cao nhằ nhằm khai thác dụ dụng cụ cắt vật liliệệu mớ i,i, máy phay giườ  gi ườ ng ng dùng cho gia công các chi tiế tiết dạng hộ p có kích thướ  thướ c lớ n, n, máy phay ren để gia công ren trong sả sản xuấ xuất loạ loạt và khố khối... Câu hỏ hỏi và bài tậ tậ p chươ  chươ ng ng 4 1.

Đọc Đọc sơ  s ơ đồ đồ động động máy 6H81 và liệ liệt kê các cơ  cơ ccấu đặc đặc biệ bi ệt trên sơ  sơ đồ đồ động động máy.

Cho biế biết đặc đặc điểm, công dụ dụng củ của từ từng loạ loại cơ  cơ ccấu. 2.

Điều chỉ chỉnh đầu đầu phân độ để gia công bánh r ăng tr ụ r ăng thẳ thẳng có : a. z = 81  b. z = 122 c. z = 73

Giả Giả thiế thiết đầu đầu phân độ có số số đặc đặc tính N = 40, số số lỗ của các vòng lỗ lỗ có sẵ sẵn trên đĩ a là: 24-25-28-30-34-37-39-41-42-43 3.

Điều chỉ chỉnh đầu đầu phân độ để gia công bánh r ăng tr ụ r ăng nghiêng có: z = 47, m n

= 2, β = 200, nghiêng phả phải trên máy phay ngang vạ vạn nă năng. Biế Biết  – 

Số đặc đặc tính đầu đầu phân độ: độ: N = 40

 – 

Số lỗ trên các vòng lỗ lỗ có sẵ sẵn: 39-44-45-47-49-51-54

 – 

Vít me bàn máy có bướ  bướ c tx = 6mm 31

H4.5: Sơ  Sơ đồ đồ động động máy phay ngang 6H81 32

H4.6: Sơ  Sơ đồ đồ động động máy phay đứng đứng 6H12Π b 33

Chươ  Chươ ng ng 5 : Máy gia công bánh r ăng hình tr ụ 1.Các 1. Các phươ  phươ ng ng pháp hình thành dạ dạng r ăng và phân tích động động họ học

 –  Các bộ bộ truyề truyền bánh r ăng hình tr ụ đượ c ứng dụ dụng r ộng rãi trong k ỹ thu thuậật nhờ  nhờ độ độ chính xác truyề truyền động động cao, truyề truyền đượ c công suấ suất lớ  lớ n, n, k ết cấ cấu gọ gọn. Nhượ  Nhượ c điểm chính của chúng là yêu cầ cầu chế chế tạo chính xác và khi làm việ việc vớ i tốc độ cao dễ dễ phát sinh titiếếng ồn. Truyề Truyền động động bánh r ăng có thể thể là ăn khớ  khớ  p trong hoặ hoặc ăn khớ  khớ  p ngoài, hướ  hướ ng ng r ăng thẳ thẳng, nghiêng hoặ hoặc r ăng chữ chữ V... Hình dáng và kích thướ  thướ c bánh r ăng tr ụ thườ  thườ ng ng dùng:

+ Dạng profil r ăng: dạ dạng thân khai, đây là dạ dạng phổ phổ biế biến + Dạng cycloit: dùng khi yêu cầ cầu độ chính xác truyề truyền động động cao, ví dụ dụ trong ngành công nghiệ nghiệ p đồng đồng hồ hồ. cần truyề truyền momen xoắ xoắn lớ  lớ n. n. + Dạng Nôvik ố p: khi cầ Kích thướ  thướ c các bánh r ăng đượ c dùng thay đổi đổi trong mộ một phạ phạm vi r ộng, modun m = (0,1 ÷ 20)mm, số số r ăng z = (10 ÷ 500), ở máy ở máy công cụ cụ thườ  thườ ng ng xử xử dụng m = (1 ÷ 5)mm, z = (12 ÷ 300).

 –  Các phươ  phươ ng ng pháp chế chế tạo: Nguyên công công nghệ nghệ chủ chủ yếu khi gia công bánh r ăng là tạ tạo biên dạ dạng r ăng củ c ủa nó, chiế chiếm khoả khoảng (50 ÷ 60 ) % khố khối lượ  l ượ ng ng gia công cơ  cơ  chung củ của bánh r ăng. Có 2 phươ  phươ ng ng pháp tạ tạo biên dạ dạng r ăng thân khai 1. Phươ  Phươ ng ng pháp chép hình: Biên dạ dạng lưỡ i cắ c ắt củ c ủa dụng cụ c ụ cắt (dao phay ngón, dao phay đĩ a mô đun) hoàn toàn giố giống hệ hệt biên dạ dạnh rãnh r ăng bánh r ăng gia công. Do vớ i cùng môđ môđun và góc áp lự lực, khi số số r ăng z thay đổi đổi biên dạ dạng thân khai cũ cũng thay đổi, đổi, nên biên dạ dạng lưỡ  l ưỡ i cắ cắt củ c ủa dụ dụng cụ cụ cũng phả phải thay đổi. đổi. Để tránh phả phải chế chế tạo quá nhiềều dụng cụ (ví dụ nhi dụ khi z thay đổi đổi từ (12 ÷ 300) r ăng cần đến đến 288 dao), phụ phụ thu thuộộc vào độ chính xác bánh r ăng gia công ngườ  ngườ i ta giớ  giớ i hạ hạn bằ bằng số số lượ ng ng các bộ bộ dao gồ gồm 3, 8, 15 hay 26 dao. Ví dụ d ụ bộ 8 dao: Số1

2

3

4

5

6

7

8

Số r ăng 12÷13 14÷16 17÷20 21÷25 26÷34 35÷54 55÷134 135 và lớ n hơ  hơ n Trong bộ bộ 8 dao, chỉ chỉ có thể thể gia công chính xác các bánh r ăng có số số r ăng z =12, 14, 21, 26, 35, 55, và 135, ngoài ra các biên dạ d ạng khác chỉ chỉ là gầ gần đúng. Phươ  Phươ ng ng pháp chép hình thườ  thườ ng ng đượ c thự thực hiệ hiện trên máy phay vạ vạn năng dùng kèm vớ i đầu đầu phân độ bằng dao phay đĩ a mô môđđun hoặ hoặc dao phay ngón (khi bánh r ăng có môđđun lớ  mô lớ n)(H5.1a,b). n)(H5.1a,b). Khi đó: 34

thực hiệ hiện chuyể chuyển động động quay tròn (Q1) • Dao thự vớ i phôi chuyể chuyển động động dọ dọc tr ục phôi để cắt hế hết chiề chiều dài r ăng • Bàn máy cùng vớ  (T)

• Sau khi cắ cắt xong 1 rãnh r ăng, bàn máy cùng vớ  vớ i phôi lùi về về vị trí ban đầu, đầu, nhờ  nhờ đầ đầuu phân độ, độ, phôi quay phân độ theo 1 r ăng (Q2) để phay rãnh tiế tiế p theo.

H5.1a,b: Cắ Cắt r ăng bằ bằng phươ  phươ ng ng pháp chép hình Cắt r ăng theo phươ  phươ ng ng pháp chép hình đạt đạt nă năng suấ suất thấ thấ p vì phả phải mấ mất thờ  thờ i gian phụ phụ để  phân độ, độ, độ chính xác chế chế tạo bánh r ăng không cao do sai số số của dao cũ cũng như như sai số số của máy.... Do vậ v ậy phươ  phươ ng ng pháp nầ nầy chỉ chỉ đượ c áp dụ dụng trong sữ sữa chữ chữa, hoặ hoặc ở  các nguyên công thô. 2. Phươ  Phươ ng ng pháp bao hình (H5.2a,b):

H5.2a,b: Gia công r ăng bánh r ăng theo nguyên lý bao hình khớ  p củ của 1 cặ cặ p bánh r ăng - thanh r ăng: Nế Nếu cho thanh r ăng • Xét quá trình ăn khớ  có mặ mặt phẳ phẳng chia B-B tiế tiế p xúc vớ  vớ i vòng chia bánh r ăng lă lăn không tr ượ  ượ t trên vòng nầ nầy theo chiề chiều mũ m ũi tên thì biên dạ dạng thẳ thẳng củ c ủa r ăng thanh r ăng sẽ sẽ họ p thành 1 loạ loạt các vị vị 35

trí liên tụ tục có hình bao là biên dạ d ạng thân khai r ăng bánh A

• Tươ ng ng tự t ự, xét quá trình ăn khớ  khớ  p của 2 bánh r ăng A và B. Nế N ếu cho B đứng đứng yên còn bánh r ăng A lă lăn không tr ượ  ượ t trên vòng chia C-C theo chiề chiều mũi tên thì biên dạng thân khai r ăng bánh A sẽ sẽ vạch nên 1 dãy các vị v ị trí liên tụ tục có hình bao là biên dạng thân khai r ăng bánh B Phươ  Phươ ng ng pháp tạ tạo biên dạ dạng r ăng như như trên đượ c gọ gọi là phươ  phươ ng ng pháp bao hình, hay nói một cách khác quá trình gia công bao hình là quá trình gia công nhắ nh ắc lại sự ăn khớ  khớ  p của mộ một cặ cặ p bánh r ăng-thanh r ăng hoặ hoặc củ của mộ một cặ cặ p bánh r ăng trong đó 1 đóng vai trò là dao, 1 là phôi. Phươ  Phươ ng ng pháp bao hình cho nă năng suấ suất cao, độ chính xác tạ tạo biên dạ dạng cao hơ  hơ n  phươ   phươ ng ng pháp chép hình, ngoài ra vớ  vớ i cùng 1 dao có thể th ể gia công bánh r ăng có số số r ăng tùy ý. Tuy nhiên dao khó thiế thiết k ế và chế chế tạo. Các máy gia công bánh r ăng thườ  thườ ng ng đượ c phân loạ loại theo dạ dạng dùng cho gia công thô (gia công tr ướ  ướ c nhiệ nhiệt luyệ luyện) và gia công tinh (sau nhiệ nhi ệt luyệ luyện).  Nhóm máy dùng cho gia công thô:

 –   phay lă l ăn  –  xọc r ăng  –   bào r ăng (gia công bánh r ăng côn)  Nhóm máy dùng cho gia công tinh

 –  mài r ăng  –  cà r ăng  –  nghiề nghiền r ăng... Thông số số k ỹ thu thuậật chính củ của các máy gia công bánh r ăng là đườ ng ng kính lớ  lớ n nhấ nhất củ của  phôi bánh r ăng gia công đượ c trên máy. Sau đây là mộ một số số các loạ loại máy gia công bánh r ăng theo nguyên lý bao hình 2.Máy 2. Máy phay lă lăn 2.1 Quá trình hình thành biên dạ dạng r ăng: Dự Dựa vào nguyên lý bao hình nhắ nhắc lạ l ại sự sự ăn khớ  khớ  p của 1 cặ p bánh r ăng-thanh r ăng trong đó thanh r ăng là dao, bánh r ăng đóng vai trò phôi gia công. Máy cầ cần có các chuyể chuyển động động (H5.3a):

 –  Chuyể Chuyển động động quay Q1 của phôi  –  Chuyể Chuyển động động tịtịnh tiế tiến T2 của dao 36

 –  Chuyể Chuyển động động tịnh tiế tiến T3 do dao hoặ hoặc phôi thự thực hiệ hiện để cắt hết chiề chiều dài r ăng. T2

T2 Q1

Q2 •

⊕

T3

Q1 Q5

a.dao thanh r ăng-phôi Q1 Q2 T3 T4

Q1

b.dao phay tr ục vít phôi Q 2

β

d.chuyển động bổ sung khi c.Các chuyển động cần thiết gia công r ăng nghiêng H5.3a,b,c,d: Gia công r ăng bao hình trên máy phay lăn Chú ý r ằng nế nếu thanh r ăng là dao, chuyể chuyển động động tị tịnh tiế tiến T2 phả phải đượ c đổi đổi chiề chiều sau 1 vòng quay củ của phôi. Ngoài ra, khi đườ ng ng kính phôi lớ  lớ n, n, dao thanh r ăng phả phải có chiề chiều dài thay đổi đổi tươ  tươ ng ng ứng. Do vậ vậy, cầ cần chuyể chuyển đổi đổi dao thanh r ăng bằ bằng dao phay tr ục vít (H5.3b), về về bản chấ ch ất cũ c ũng gồ g ồm nhiề nhiều thanh r ăng nghiêng phân bố bố đều đều trên mặ mặt tr ụ và r ăng lưỡ i cắt nằm trên đườ ng ng xoắ xoắn vít. Dao quay lầ l ần lượ t đưa đưa các lưỡ  lưỡ i cắt của các thanh r ăng nầ nầy tiế tiến vào ăn khớ  khớ  p vớ  vớ i phôi và đồng đồng thờ  thờ i thự thực hiệ hiện cắ cắt gọ gọt. Tóm lạ lại, quá trình hình thành dạ dạng r ăng trên máy phay lă lăn là lặ lặ p lạ lại sự sự ăn khớ  khớ  p giữ giữa tr ục vít - bánh r ăng trong đó tr ục vít là dao và bánh r ăng là phôi. 2.2 Các chuyể chuyển động động cầ cần thiế thiết trên máy phay lă l ăn a. Gia công bánh r ăng tr ụ r ăng thẳ thẳng (H5.3c): Máy cầ cần các chuyể chuyển động động

 –  Chuyể Chuyển động động quay Q1 của phôi  –  Chuyể Chuyển động động quay Q2 của dao. Hai chuyể chuyển động động Q1 và Q2 phả phải bảo đảm đảm mối quan hệ hệ lặ p lạ l ại sự sự ăn khớ  khớ  p củ c ủa tr ục vít-bánh r ăng, ngh ĩ a là vớ  vớ i tr ục vít k đầ k đầuu mố mối,  bánh r ăng có z r ăng thì Q1 và Q2  phả  phải thoả thoả mãn điều kiệ kiện: Khi dao quay

1 1 vòng thì phôi bánh r ăng phả phải quay 1 r ăng hay vòng. Đây là chuyể chuyển k  z

động động tạ tạo hình phứ phức tạ tạ p. 37

 –  Chuyể Chuyển động động chạ chạy dao T3 để cắt hế hết chiề chiều dài r ăng  –  Chuyể Chuyển động động tị t ịnh tiế tiến hướ  h ướ ng ng kính T4 là chuyể chuyển động động chạ chạy dao hướ  hướ ng ng kính để cắt hế hết chiề chiều cao r ăng.  b. gia công bánh r ăng tr ụ r ăng nghiêng (H5.3d): Ngoài các chuyể chuyển động động nêu trên, còn phả phải có thêm điều kiệ kiện chuyể chuyển động động tịnh tiế tiến T3 (củ (của bàn dao) đượ c thự thực hiệ hiện dọc theo hướ  hướ ng ng nghiêng củ của phôi bánh r ăng (nghiêng). Muố Muốn vậy, cầ c ần đảm đảm bả b ảo quan hệ hệ: Khi bàn dao tị tịnh tiế tiến 1 bướ  bướ c T (bướ  (bướ c xoắ xoắn củ của phôi bánh r ăng), phôi quay thêm hoặ hoặc  bớ   bớ t 1 vòng ( ± 1vòng ). Chuyể Chuyển động động quay thêm bớ  bớ t 1 vòng phôi nầ nầy đượ c gọi là chuyể chuyển động động quay bổ bổ sung Q5. Dấ Dấu ± phụ phụ thu thuộộc vào hướ  hướ ng ng xoắ xoắn củ của dao so vớ  vớ i hướ  hướ ng ng nghiêng phôi bánh r ăng gia công 2.3 Chuyể Chuyển động động điều chỉ chỉnh củ của bàn dao Khi gia công bánh r ăng thẳ thẳng hoặ hoặc nghiêng, cầ cần xoay bàn dao 1 góc ϕ để cho đườ ng ng xoắ xoắn trên dao ≡ hướ ng ng r ăng cầ cần cắ cắt (H5.4a,b).

ϕ a.Kh a.Khii cắt r ăng thẳng

β α

α

α β−α

-dao và phôi khác h ướ ng ng nghiêng

β

 b.K  b.Khi hi cắt r ăng nghiêng-dao

(Hình vẽ-BR xoắn phải-dao trái) H5.4a,b: Điều chỉnh xoay bàn dao

và phôi cùng h ướ ng ng nghiêng (Hình v ẽ-BR xoắn trái-dao trái)

a. Khi cắ cắt r ăng thẳ thẳng: Bàn dao cầ cần quay 1 góc ϕ = α

(5.1)

 b. Khi cắ cắt r ăng nghiêng  –  nếu nghiêng cùng chiề chiều: ϕ = β − α

(5.2)

 –  nếu nghiêng trái chiề chiều: β + α

(5.3)

2.4 Sơ đồ ơ đồ k ết cấ cấu động động họ học máy phay lă l ăn 38

Căn cứ cứ vào các chuyể chuyển động động đã phân tích, ta có sơ  sơ đồ đồ k ết cấ cấu động động họ học máy như như sau

H5.5: Sơ  Sơ đồ đồ k ết cấ cấu động động họ học máy phay lă l ăn 1. Xích tố tốc độ: độ: Cung cấ cấ  p chuyể chuyển động động quay tạ tạo tốc độ cắt cho dao. Nố Nối từ động động cơ  cơ đế đếnn dao và điều chỉ chỉnh tố tốc độ nhờ  nhờ ccơ c ơ cấu điều chỉ chỉnh iv. Điều kiệ kiện cân bằ bằng: nd = nđ/c . icđ . iv

(5.4)

2. Xích bao hình: Phố Phối hợ  hợ  p chuyể chuyển động động giữ giữa dao và phôi. Đườ ng ng truyề truyền đượ c nối từ từ dao đến đến phôi qua cơ  cơ ccấu điều chỉ chỉnh ix để đảm đảm bả bảo quan hệ hệ: Dao quay

1 1 vòng → Phôi quay vòng. k  z

(5.5)

3. Xích chạ chạy dao thẳ thẳng đứng: đứng: để cắt hết chiề chiều dài r ăng. Nố Nối từ bàn dao đến đến  phôi vớ  vớ i cơ  cơ ccấu điều chỉ chỉnh is thự thực hiệ hiện quan hệ hệ: Phôi quay 1 vòng → bàn dao tị tịnh tiế tiến thẳ thẳng đứng đứng 1 lượ  lượ ng ng sđ

(5.6)

4. Xích vi sai: Có nhiệ nhiệm vụ vụ tạo nên chuyể chuyển động động quay thêm hoặ hoặc bớ  bớ t cho phôi Q5 khi gia công r ăng nghiêng. Đườ ng ng truyề truyền đượ c nố nối từ từ bàn máy mang phôi đến đến phôi và đượ c điều chỉ chỉnh nhờ  nhờ ccơ c ơ cấu điều chỉ chỉnh iy. Điều kiệ kiện cân bằ bằng: Bàn dao tị tịnh tiế tiến thẳ thẳng đứng đứng 1 bướ  bướ c T→ phôi quay thêm hoặ hoặc bớ  bớ t 1 vòng (5.7) 2.5 Máy phay lă lăn 5E32 A. Đặc Đặc tính k ỹ thu thuậật: Máy có thể thể gia công đượ c bánh r ăng tr ụ r ăng thẳ thẳng, r ăng nghiêng, bánh vít, tr ục then hoa...

 –  ∅max của phôi [mm]: 800  –  mmax [mm] đối đối vớ  vớ i thép : 6; đối đối vớ  vớ i gang: 8  –  góc nghiêng lớ  lớ n nhấ nhất củ của r ăng bánh r ăng: ± 600 39

 –  chiề chiều r ộng lớ  lớ n nhấ nhất củ của bánh r ăng[mm] : 275  –   phạ  phạm vi số số vòng quay [v/ph]: 47,5 ÷ 192  –   phạ  phạm vi lượ  lượ ng ng chạ chạy dao [mm/vòng]: 0,5 ÷ 3 (thẳ (thẳng đứng); đứng); 0,1 ÷ 1 (hướ  (hướ ng ng kính)

 –  công suấ suất động động cơ  cơ truy truyềền dẫ dẫn chính[kW]: 2,8 B. Sơ đồ ơ đồ động động (H5.10):

 –  Xích tố tốc độ

(5.8) Căn cứ cứ vào số số vòng quay củ của dao nd =  bộ  bộ bánh r ăng thay thế thế

1000v để tính toán điều chỉ chỉnh cơ  cơ ccấu iv vớ i các πD d

A A hoặ hoặc 1 B B1

 –  Xích bao hình (5.9) Để điều chỉ ch ỉnh xích bao hình, dùng các bộ bộ bánh r ăng thay thế thế r ăng phụ phụ

ac cùng vớ  vớ i các bánh  b d

C1 D1

 –  Xích vi sai (5.10) Để điều chỉ chỉnh xích vi sai, dùng các bộ bộ bánh r ăng thay thế thế

πm n z f  a 2 c2 và thay T= . sin β  b 2 d 2

 –  Xích chạ chạy dao thẳ thẳng đứng đứng (5.11) Điều chỉ chỉnh xích chạ chạy dao thẳ thẳng đứng đứng nhờ  nhờ bbộ bánh r ăng thay thế thế is =

a 1 c1  b1 d 1 40

 Ngoài ra, máy còn có thể th ể gia công bánh vít vớ  vớ i 2 xích chạ chạy dao mở  mở r  r ộng:

+ Xích chạ chạy dao hướ  hướ ng ng kính: Gia công bánh vít theo phươ  phươ ng ng pháp tiế tiến dao hướ  hướ ng ng kính cho đến đến khi đạt đạt khoả khoảng cách tr ục A giữ giữa 2 tr ục. (5.12) Điều chỉ chỉnh xích chạ chạy dao hướ  hướ ng ng kính vớ  vớ i bộ bộ bánh r ăng thay thế thế

a 1 c1  b1 d1

Khi gia công bánh vít tiế tiến dao hướ  hướ ng ng kính, máy cầ cần các chuyể chuyển động: động:

• Chuyể Chuyển động động tạ tạo tố tốc độ cắt cho dao • Chuyể Chuyển động động quay củ của phôi bánh vít. Hai chuyể chuyển động động nầ n ầy phả ph ải thoả thoả mãn điều kiệ ki ện: 1vòng quay củ của dao → phôi quay

k  z

vòng.

• Chuyể Chuyển động động tiế tiến dao hướ  hướ ng ng kính (cho đến đến khi đạt đạt khoả khoảng cách tr ục A)

+ Xích chạ chạy dao hướ  hướ ng ng tr ục: Gia công bánh vít theo phươ  phươ ng ng pháp tiế tiến dao hướ  hướ ng ng tiế tiế  p tuyế tuyến (khoả (khoảng cách tr ục đượ c điều chỉ chỉnh tr ướ  ướ c) c) (5.13) Điều chỉ chỉnh xích chạ chạy dao hướ  hướ ng ng tr ục vớ  vớ i bộ bộ bánh r ăng thay thế thế

a 1 c1  b1 d1

Máy cầ cần các chuyể chuyển động động Chuyển động động bao hình Q1, Q2 • Chuyể Chuyển động động chạ chạy dao hướ  hướ ng ng tr ục củ của bàn dao • Chuyể  –  Xích chạ chạy dao nhanh: Dùng động động cơ  cơ N N =1kW, n = 1410 vòng/ phút

(5.14) 3.Máy 3. Máy xọ xọc r ăng: Máy xọ xọc r ăng dùng để gia công bánh r ăng tr ụ r ăng thẳ thẳng, r ăng nghiêng, r ăng chữ chữ V, r ất thích hợ  hợ  p để gia công các bánh r ăng bậ bậc (H5.6) 41

H5.7: Các chuyể chuyển động động cầ cần thiế thiết 3.1  Nguyên lý hình thành dạ dạng r ăng: Dự Dựa vào nguyên lý gia công bao hình nhắ nh ắc lại sự sự ăn khớ  khớ  p củ của 1 cặ cặ p bánh r ăng trong đó 1 đóng vai trò là dao, 1 là phôi (H5.2b). 3.2 Các chuyể chuyển động động cầ cần thiế thiết trên máy xọ xọc r ăng (H5.7):

 –  Chuyể Chuyển động động bao hình Q1, Q2 của phôi và dao: Đây là chuyể chuyển động động tạ tạo hình  phứ  phức tạ tạ p vớ  vớ i mố mối quan hệ hệ khi dao quay

1 1 vòng → phôi quay vòng trong đó zd : số số zd z f 

r ăng dao; zf : số số r ăng phôi bánh r ăng gia công.

 –  Chuyể Chuyển động động tịtịnh tiế tiến đi về về T3 để cắt hế hết chiề chiều dài r ăng (tạ (tạo hình đơ n giả giản)  –  Chuyể Chuyển động động chạ chạy dao hướ  hướ ng ng kính T4 để cắt hết chiề chiều cao r ăng. Khi gia công không thể thể ngay 1 lúc cắ c ắt hết chiề chiều sâu rãnh r ăng mà phả phải từ từ ăn dao hướ  hướ ng ng kính. Tùy theo mođ mođun bánh r ăng gia công, thườ  thườ ng ng chọ chọn như như sau chỉ thự thực hiệ hiện 1 lầ lần trong 1 chu k ỳ gia công bánh r ăng + m < 3: T4 chỉ

+ 3 ≤ m ≤ 6: T4 chia làm 2 lầ lần trong 1 chu k ỳ gia công cắt lượ  lượ ng ng (h- 0,5)mm vớ  vớ i h: chiề chiều cao r ăng • Lần 1 cắ cắt tiế tiế p 0,5mm còn lạ l ại • Lần 2 cắ lần trong 1 chu k ỳ gia công + m > 6: T4 chia làm 3 lầ

 –  Chuyể Chuyển động động nhườ  nhườ ng ng dao: thự thực hiệ hi ện sau 1 hành trình kép củ của dao. Khi dao xọc tị tịnh tiế tiến đi xuố xuống cắ cắt gọ gọt, hế hết hành trình làm việ việc phôi cầ cần có chuyể chuyển động động hướ  hướ ng ng kính tách phôi ra khỏ khỏi dao tr ướ  ướ c khi dao thự thực hiệ hiện hành trình chạ chạy không đi lên, nhằ nhằm tránh cho mặ mặt sau dao làm hỏ hỏng bề bề mặt đã gia công.

 –  Đối Đối vớ  vớ i tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p gia công r ăng nghiêng, trên máy xọ xọc không dùng xích vi sai mà bố bố trí cơ  cơ ccấu chuyên dùng (bạ (bạc có rãnh xoắ xoắn) 3.3 Sơ đồ ơ đồ k ết cấ cấu động động họ học máy xọ xọc r ăng 514 42

Xuấ Xuất phát từ từ các chuyể chuyển động động cần thiế thiết trong máy để thành lậ lậ p sơ đồ ơ  đồ k ết cấu động động học (H5.8) Đ1 iv

∩

x

Q1

io

Q2 ↑↓T3

Cam C2 s nd

      x

Đĩ a biên

M1 shk  ←

←

x

Cam C1 M2

Đ2

ix

is

ĐC

ơ đồ k ết cấu động học máy xọc r ăng 514 H5.8: Sơ đồ

1 Xích tố tốc độ: độ: Tạo chuyể chuyển động động cắt gọt T3 và đượ c nối từ động động cơ đế ơ  đếnn dao theo quan hệ hệ: nđ/c [vòng/ph] → nhtk/ph của dao. Cơ  Cơ ccấu điều chỉ chỉnh tố tốc độ :iv 2 Xích bao hình: Nố Nối từ từ phôi đến đến dao. Đây là chuyể chuyển động động tạ tạo hình phứ phức tạ tạ p. Điều kiệ kiện: Phôi quay

1 1 vòng → dao quay vòng . Cơ  Cơ ccấu điều chỉ chỉnh: ix z f  zd

3 Xích chạ chạy dao hướ  hướ ng ng kính: Máy có bố bố trí cơ  cơ ccấu cam C1 dùng để điều khiể khiển chu trình gia công bánh r ăng, trong đó 1 chu trình bao gồ gồm phầ phần góc quay củ của phôi  bánh r ăng ứng vớ i giai đoạn titiếến dao hướ  hướ ng ng kính-tùy theo môđ môđun phôi bánh r ăng có thể thể chọ chọn 1,2, hoặ hoặc 3 lầ l ần tiế tiến dao hướ  hướ ng ng kính...(do xích chạ chạy dao hướ  hướ ng ng kính thự thực hiệ hiện khi M1 ↓ (khi đó M2 ↑ )), phầ phần còn lạ lại củ của chu trình là 1 vòng quay đủ của phôi để gia công đạt đạt chiề chiều sâu cắ cắt cho toàn bộ bộ các r ăng trên phôi bánh r ăng (do xích cơ  cơ ccấu đếm đếm thự thực hiệ hiện khi M2↓ (khi đó M1↑ )). 4 Xích tố tốc độ: độ: Tạo chuyể chuyển động động cắt gọt T3 và đượ c nối từ động động cơ đế ơ  đếnn dao theo quan hệ hệ: nđ/c [vòng/ph] → nhtk/ph của dao. Cơ  Cơ ccấu điều chỉ chỉnh tố tốc độ : iv 5 Xích bao hình: Nố Nối từ từ phôi đến đến dao. Đây là chuyể chuyển động động tạ tạo hình phứ phức tạ tạ p. Điều kiệ kiện: Phôi quay

1 1 vòng → dao quay vòng . Cơ  Cơ ccấu điều chỉ chỉnh : ix z f  zd

6 Xích chạ chạy dao hướ  hướ ng ng kính: Máy có bố bố trí cơ  cơ ccấu cam C1 dùng để điều khiể khiển 43

chu trình gia công bánh r ăng, trong đó 1 chu trình bao gồ gồm phầ phần góc quay củ của phôi  bánh r ăng ứng vớ i giai đoạn titiếến dao hướ  hướ ng ng kính-tùy theo môđ môđun phôi bánh r ăng có thể thể chọ chọn 1,2, hoặ hoặc 3 lầ l ần tiế tiến dao hướ  hướ ng ng kính...(do xích chạ chạy dao hướ  hướ ng ng kính thự thực hiệ hiện khi M1 ↓ (khi đó M2 ↑ )), phầ phần còn lạ lại củ của chu trình là 1 vòng quay đủ của phôi để gia công đạt đạt chiề chiều sâu cắ cắt cho toàn bộ bộ các r ăng trên phôi bánh r ăng (do xích cơ  cơ ccấu đếm đếm thự thực hiệ hiện khi M2↓ (khi đó M1↑ )). Xích chạ chạy dao hướ  hướ ng ng kính đượ c nố nối từ từ đĩ a biên đến đến giá tr ượ  ượ t bàn dao, có cơ  cơ ccấu điều chỉ chỉnh io. Quan hệ hệ cần đảm đảm bả bảo: Khi dao xọ xọc thự thực hiệ hiện 1 hành trình kép → dao tịtịnh tiế tiến 1 lượ  lượ ng ng shk [mm] [mm] 7 Xích cơ  cơ ccấu đếm: đếm: Nố Nối từ từ phôi bánh r ăng đến đến cam C1, có nhiệ nhiệm vụ vụ hoàn tấ tất 1 chu trình gia công củ của phôi sau khi đã thự thực hiệ hiện tiế tiến dao hướ  hướ ng ng kính. 8 Xích nhườ  nhườ ng ng dao: Nố Nối từ từ đĩ a biên đến đến phôi qua cam C 2 theo điều kiệ kiện: Dao tịnh tiế tiến 1 hành trình kép → phôi thự thực hiệ hiện 1 lượ  lượ ng ng snd[mm] 9 Xích chạ chạy dao vòng: Nố Nối từ từ đĩ a biên đến đến dao. Cơ  Cơ ccấu điều chỉ chỉnh is cùng vớ  vớ i mối quan hệ hệ: Dao thự thực hiệ hiện 1 hành trình kép → tr ục dao quay bao nhiêu vòng.  Ngoài ra còn có cơ  cơ ccấu đảo đảo chiề chiều (Đ ( ĐC) cung cấ cấ p khả khả năng đảo đảo chiề chiều quay bao hình để dao có thể thể làm việ việc ở 2 ở 2 phía lưỡ  lưỡ i cắ cắt. 3.4 Máy xọ xọc r ăng 514 A. Đặc Đặc tính k ỹ thu thuậật

 –  Kích thướ  thướ c phôi gia công đượ c [mm] φ(20 ÷1000)  –  mmax = 12, góc nghiêng β = 300  –  Công suấ suất truyề truyền dẫ dẫn chính N[kW] = 2,2 ; n [v/ph] = 1410.  –  Công suấ suất động động cơ  cơ ch chạạy dao nhanh N[kW] = 0,25;n [v/ph] =1410  –  Số cấ p tố tốc độ: độ: 4; phạ phạm vi tố tốc độ [htk/ph]: 125 ÷360 B. Sơ đồ ơ đồ động động (H5.11)

 –  Xích tố tốc độ

(5.15) 44

 –  Xích bao hình

(5.16) Điều chỉ chỉnh xích bao hình nhờ  nhờ bbộ bánh r ăng thay thế thế

ac  b d

 –  Xích chạ chạy dao hướ  hướ ng ng kính và xích cơ  cơ ccấu đếm: đếm: Hai xích nầ nầy phố phối hợ  hợ  p để thự thực hiệ hiện chu trình gia công ứng vớ  vớ i các vị vị trí củ của M1 và M2 chạy dao hướ  hướ ng ng kính + Xích chạ

(5.17) Điều chỉ chỉnh lượ  lượ ng ng chạ chạy dao vớ  vớ i bộ bộ bánh r ăng thay thế thế

a 1 c1  b1 d1

cơ ccấu đếm đếm + Xích cơ  (5.18) Do đó cam có bề bề mặt làm việ việc chiế chiếm

 –  Xích chạ chạy dao vòng

1 vòng tròn 4

(5.19) Điều chỉ chỉnh xích chạ chạy dao nhờ  nhờ ccơ c ơ cấu is = A/B

 –  Xích nhườ  nhườ ng ng dao (5.20)  –  Xích chạ chạy dao nhanh: Dùng khi cầ cần phả phải kiể kiểm tra độ đồng đồng tâm củ của phôi so vớ  vớ i tâm bàn máy khi gá phôi (5.21) C. Một số số cơ c ơ cấu đặc đặc biệ biệt trong Máy:

 –  Cơ c ơ cấu cam điều khiể khiển chu trình gia công bánh r ăng  –  Cơ c ơ cấu gá lắ lắ p bạ bạc chuyên dùng khi gia công bánh r ăng nghiêng. 4.Máy 4. Máy mài r ăng: Các phươ  phươ ng ng pháp phay lă lăn, xọc r ăng chỉ chỉ gia công đượ c các bánh r ăng chư chưa qua nhiệ nhiệt luyệ luyện. Đối Đối vớ  v ớ i các bánh r ăng đã qua gia công nhiệ nhiệt, cầ c ần gia công tinh bằ bằng các phươ  phươ ng ng pháp lă lăn ép, mài r ăng, cà r ăng... 45

Mài r ăng có ưu điểm là độ chính xác sau khi mài cao, tuy vậ vậy nă n ăng suấ suất thấ th ấ p và các máy mài r ăng có giá thành đắc. đắc. Có 2 phươ  phươ ng ng pháp mài r ăng phải có cơ  cơ ccấu sữ sữa đá phứ phức tạ tạ p, ngườ  ngườ i ta chỉ chỉ dùng trong + Mài chép hình: Do phả sản xuấ xuất loạ loạt lớ  lớ n và khố khối, chủ chủ yếu khi mài bánh r ăng thẳ thẳng

+ Mài bao hình: Dự Dựa trên nguyên lý ăn khớ  khớ  p thanh r ăng-bánh r ăng trong đó thanh r ăng là đá mài. Các chuyể chuyển động động cầ cần thiế thiết củ của máy(H5.9)

H5.9: Các chuyể chuyển động động cầ cần thiế thiết củ của máy mài r ăng  –  Chuyể Chuyển động động cắ cắt gọ gọt Q1 của đá mài  –  Chuyể Chuyển động động tịnh tiế tiến T3 của đá để cắt hết chiề chiều dài r ăng. Ở chuyể chuyển động động nầ nầy, giữ giữa đá và chi tiế tiết tiế tiế p xúc đườ ng ng do đó mài thự thực hiệ hiện dọ dọc theo bề bề mặt hẹ hẹ p, vì vậy số lượ ng ng hạt mài tham gia không nhiề nhiều. Đá mòn chậ chậm như nhưng năng suấ suất đạt đạt đượ c thấ thấ p  –  Chuyể Chuyển động động bao hình Q2 của phôi và T1 của phôi (tươ  (tươ ng ng tự tự như như chuyể chuyển động động bao hình củ của cặ cặ p bánh r ăng - thanh r ăng)  –  Chuyể Chuyển động động phân độ: độ: Sau khi mài đượ c 1 r ăng, lùi phôi khỏ khỏi đá về về vị trí  ban đầu đầu và phôi thự thực hiệ hiện phân độ cho r ăng tiế tiế p theo Ư u điểm chính củ của mài bao hình là bả bảo đảm đảm biên dạ dạng thân khai củ của r ăng chính xác, và đá mài có hình dạ dạng đơ n giả giản Câu hỏ hỏi và bài tậ tậ p chươ  chươ ng ng 5 1 Giả Giả sử dao thanh r ăng-phôi bánh r ăng (H5.2a) trong đó dao thanh r ăng chỉ chỉ có 1 r ăng làm việ việc, hãy cho biế biết các chuyể chuyển động động cầ cần thiế thiết củ của máy 2 Đọc Đọc sơ  đồ động động máy phay lă lăn 5E32. Xác định định tỉ số truyề truyền của cơ  cấu tổng hợ  p chuyể chuyển động động (iHT). 3  Nêu các bướ  bướ c tính toán điều chỉ chỉnh khi gia công bánh r ăng tr ụ r ăng nghiêng trên máy phay lă lăn. 4 Đọc Đọc sơ  đồ động động máy xọ xọc r ăng 514. Giả Giải thích chu trình gia công trên máy cho tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p m < 3, 3 ≤ m ≤ 6 (1,2 lầ lần tiế tiến dao hướ  hướ ng ng kính). 46

H5.10: Sơ  Sơ đồ đồ động động máy phay lă lăn 5E32 47

H5.11: Sơ  Sơ đồ đồ động động máy xọ xọc r ăng 514 48

ĐẠI ĐẠI HỌ HỌC ĐÀ NẴ NẴ NG TR ƯỜ ƯỜ NG ĐẠI ĐẠI HỌ HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ CƠ KHÍ 

BÁO CÁO THỰ C HÀNH

MÁY CÔNG CỤ

Họ và tên sinh viên : ................................................................ Lớ  p : ............................. - Nhóm: .................... Hướ ng ng dẫ dẫn : ................................................................

 Đà nẵ ng, ng, 2007  49

Bài thự thực hành 1 : Cắt ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối trên máy tiệ tiện

A.

MỤC ĐÍCH

 –  Hiể Hiểu biế biết về về các loạ loại ren & công dụ dụng củ của từ từng loạ loại.  –  Phươ  Phươ ng ng pháp điều chỉ chỉnh máy tiệ tiện khi gia công ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối. B.

YÊU CẦU

 –  Biế Biết cách tính toán chuyể chuyển đổi đổi giữ giữa các loạ loại ren.  –  Các dạ dạng profil ren và công dụ dụng củ của từ từng loạ loại.  –   Nắ  Nắm đượ c các phươ  phươ ng ng pháp điều chỉ chỉnh máy khi cắ cắt ren.  –  Phân biệ biệt cắ cắt ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối và cắ cắt ren thông thườ  thườ ng. ng. C.

NỘI DUNG I.

GIỚ I THIỆU VỀ REN: 1. Định ngh ĩ a các loại ren:

 –   –   –   – 

Ren Quố Quốc tế tế ( còn gọ gọi là ren hệ hệ mét). Kí hiệ hiệu t p[mm]. Ren Anh (còn gọ gọi là ren ống nướ  nướ c). c). Ký hiệ hiệu n[số n[số bướ c ren/1"]. Ren môđ môđun, ký hiệ hiệu m[mm]. Ren Pitch, ký hiệ hiệu D p[số [số mô môđđun/1"].

2. Các dạng profil:

 –   –   –   – 

Tam giác. Chữ Chữ nhậ nhật. Hình thang. Tròn.

3. Ren nhiều đầu mối: Trong ký hiệ hiệu ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối, quy ướ c ghi đườ ng ng kính danh ngh ĩ a (D), bướ  bướ c giữ giữa 2 đỉnh đỉnh ren liên tiế tiế p (t) và số số đầu đầu mố mối (k). Do vậ vậy bướ  bướ c t p của mỗ mỗi đườ ng ng ren sẽ sẽ là t p = k 

. t. Khi điều chỉ ch ỉnh máy phả phải điều chỉ ch ỉnh theo t p để cắt từ t ừng đườ ng ng ren, sau đó phân độ để cắt các đầu đầu mố mối khác. Như Như vậy, để cắt ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối ta phả phải tiế tiến hành 2 bướ  bướ c: c:

 –   – 

Điều chỉ chỉnh máy để cắt ren có bướ  bướ c t p Phân độ để cắt đủ số đầu đầu mố mối.

4. Sơ đồ ơ đồ nguyên lý tạo hình ren trên máy ti ện: 50

Để cắt ren, cầ cần có chuyể chuyển động động quay tròn củ của phôi lắ lắ  p trên tr ục chính và chuyể chuyển động động tị tịnh tiế tiến củ của bàn dao. Các chuyể chuyển động động nầ nầy phả phải thoả thoả mãn điều kiệ kiện phôi quay 1 vòng thì bàn dao tị tịnh tiế tiến 1 bướ  bướ c t p p. Từ Từ đó ta có sơ  sơ đồ đồ:: (H1) t p Q T ic đ

itt tx

H1: Sơ đồ ơ  đồ k ết cấu động học xích tiện ren II.

CÁC BƯỚ C TÍNH TOÁN

Cần chú ý r ằng trong cắ cắt ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối, ta phả phải phân độ khi đã k ết thúc cắ cắt 1 mố mối ren. Các bướ  bướ c tính toán:

1. Điều chỉnh máy để cắt ren có b ướ c tp: Theo sơ  sơ đồ đồ ta có:  –  Lượ ng ng di động động tính toán: 1vòng tr ục chính → t p p  –  Phươ  Phươ ng ng trình xích động: động: 1vòng t/c .icđ .  –  Công thứ thức điều chỉ chỉnh: x =

a c .tx = t p p  b d

t a c =  p  b d i cđ ⋅ t x

Vớ i các yế yếu tố tố đã biế biết : t p, icđ , tx ta tính đượ c tr ị số x từ từ đó phân tích thành các bánh r ăng a,b hoặ hoặc a,b,c,d. Để các bánh r ăng lắ l ắ p vào không chạ chạm tr ục chúng cầ cần thoả thoả mãn điều kiệ kiện:

a + b ≥ c + ( 15 ÷ 20 ) c + d ≥ b + ( 15 ÷ 20 )

Các bánh r ăng thay thế thế a,b,c,d phả phải đượ c ch c họn trong bộ bộ bánh r ăng thay thế thế của máy như như sau: Bộ 4: 20,24,28...120 Bộ 5: 20,25,30...120 Các bánh r ăng đặc đặc biệ biệt: 47,97,127,157. Khi tính toán điều chỉ chỉnh có thể thể phả phải chuyể chuyển đổi đổi đơ n vị vị khi bướ  bướ c ren cầ cần cắ cắt khác hệ hệ 51

vớ i bướ  bướ c vít me, khi đó phả phải chọ chọn giá tr ị gần đúng củ của 1" hoặ hoặc π.

2. Các phươ ng ng pháp phân tích x để chọn bánh răng thay thế a,b,c,d.  –  Phân tích chính xác  –  Phân tích gầ gần đúng  –  Phươ  Phươ ng ng pháp tra bả bảng (S/V đọc đọc trong giáo trình Máy công cụ cụ)

3. Phân độ để cắt ren nhiều đầu mối  –  Phân độ theo chu vi: Sau khi cắ cắt xong mố mối ren thứ thứ nhấ nhất, ngắ ngắt xích truyề truyền động động từ t ừ tr ục chính đến đến bàn dao, quay phôi đi mộ m ột góc 3600/k để /k  để cắt mối ren tiế tiế p theo. Trên máy 1K62 có đĩ a chia độ chuyên dùng lắ lắ p ở đ ở đuôi tr ục chính. Chu vi củ của đĩ a đượ c chia thành 60 phầ phần bằ bằng nhau, như như vậy ta có thể thể phân độ để cắt đượ c các ren có số số đầu đầu mố mối là 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20,30 và 60 mộ một cách chính xác.  –  Phân độ theo chiề chiều dọ dọc: Phươ  Phươ ng ng pháp nầ nầy cho phép giữ giữ nguyên xích cắ cắt ren khi phân độ. độ. Sau khi cắ cắt xong mối ren thứ thứ nhấ nhất ta chỉ chỉ việ việc dịch chuyể chuyển dao đi 1 bướ c t nhờ  nhờ  xe dao dọ dọc. Kiể Kiểm tra  bằ  bằng du xích trên xe dao dọ dọc, hoặ hoặc bằ bằng đồng đồng hồ hồ so...

III. CÁC BƯỚ C TIẾN HÀNH  –  Tính  –  Chuẩ Chuẩn bị bị phôi liệ liệu, dụ dụng cụ cụ cắt và dụ dụng cụ cụ đo  –  Kiể Kiểm tra máy  –  Gá lắ lắ p, thự thực hành.  –  Viế Viết báo cáo (theo mẫ mẫu)

52

BÁO CÁO THỰ C HÀNH Bài thự thực hành: Cắt ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối trên máy tiệ tiện Họ và tên sinh viên: Lớ  

p :

Nhóm :

 Ngườ   Ngườ i hướ  hướ ng ng dẫ dẫn: Địa Địa điểm:  Ngày: K ết quả quả:

NỘI DUNG THỰ C HÀNH A.

Lý thuyết

1. Các loạ loại ren và profil củ của nó 2. Ren nhiề nhiều đầu đầu mố mối và ứng dụ dụng củ của nó 3. Chuyể Chuyển động động tạ tạo hình, sơ  sơ đồ đồ k ết cấ cấu động động họ học củ của máy tiệ tiện ren 4. Phươ  Phươ ng ng trình xích động động và công thứ thức điều chỉ chỉnh

B.

Thự c hành

1. Chi tiế tiết tiệ tiện ren 2. Tính toán để điều chỉ chỉnh máy 3. Các thao tác điều chỉ chỉnh máy 4. Các k ết quả quả đo trên chi tiế tiết.

53

Bài thự thực hành 2 : Đầu Đầu phân độ

A. MỤC ĐÍCH

 –  Biế Biết các loạ loại đầu đầu phân độ. độ.  –  Biế Biết công dụ dụng củ của đầu đầu phân độ. độ.  –  Các phươ  phươ ng ng pháp điều chỉ chỉnh đầu đầu phân độ  –  Gá lắlắ p đầu đầu phân độ trên máy. B. YÊU CẦU

 –  Gá lắlắ p đượ c đầu đầu phân độ lên máy phay.  –  Điều chỉ chỉnh đầu đầu phân độ để gia công đượ c bánh r ăng thẳ thẳng, r ăng nghiêng và đườ ng ng xoắ xoắn vít.

C. NỘI DUNG 1.

Các loại đầu phân độ và công dụng: loại đầu đầu phân độ • Các loạ Đầu Đầu phân độ đơ n giả giản Đầu Đầu phân độ quang họ học Đầu Đầu phân độ vạn nă năng:

+ Có đĩ a phân độ + Không có đĩ a phân độ dụng • Công dụ

 – 

Dùng để mở r  ở  r ộng khả khả năng công nghệ nghệ của máy phay và mộ m ột số số máy công

cụ khác (bào, xọ xọc...), để chia vòng tròn thành các phầ phần đều đều nhau, hoặ hoặc không đều đều nhau khi gia công các chi tiế tiết nhiề nhiều cạnh, tr ục hoặ hoặc lỗ then hoa, bánh r ăng thẳ thẳng hoặ hoặc nghiêng, đườ ng ng xoắ xoắn vít… 2.

Các phươ ng ng pháp điều chỉnh phân độ

Các loạ loại đầu đầu phân độ đều đều có thể thể thự thực hiệ hiện:

 –   –   – 

Phân độ gián đoạn. Phân độ gián đoạn và liên tụ tục Phân độ liên tụ tục.

(1)

Đầu Đầu phân độ đơ n giả giản: 54

Sinh viên tự tự tìm hiể hiểu đầu đầu phân độ nầy để thự thực hiệ hiện phân độ: độ:

(2)

∗

Tr ực tiế tiế p

∗

Gián tiế tiế p

∗

Phân độ vi sai Đầu Đầu phân độ quang họ học

Loạ Loại nầ nầy có độ chính xác cao thườ  thườ ng ng dùng để khắ khắc vạ vạch cho dụ dụng cụ cụ đo. (3)

Đầu Đầu phân độ vạn nă năng:

a. Loạ Loại có đĩ a chia độ. độ.  b. Loạ Loại không có đia chia Các loạ loại đầu đầu phân độ nầy đều đều có 3 tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p phân độ: độ:

+ Đơ n giả giản + Vi sai + Phay rãnh xoắ xoắn Sinh viên tự tự tìm hiể hiểu về về các loạ loại đầu đầu phân độ nầy theo giáo trình Máy công cụ cụ. D. Các bướ c tiến hành 1. Xác định định loạ loại đầu đầu phân độ có trong phân xưở  xưở ng. ng. Vẽ Vẽ sơ  đồ động động học của đầu đầu  phân độ đó. 2. Gá đầu đầu phân độ lên máy. 3. Tính toán đầu đầu phân độ để phay:  –  Bánh r ăng thẳ thẳng có Z = ;m=  – 

Bánh r ăng nghiêng có Z =

;m=

;β=

4. Điều chỉ chỉnh đầu đầu phân độ và gia công bánh r ăng 5. Viế Viết báo cáo theo mẫ mẫu.

55

BÁO CÁO THỰ C HÀNH Bài thự thực hành: Đầu Đầu phân độ Họ và tên sinh viên: Lớ  

p :

Nhóm :

 Ngườ   Ngườ i hướ  hướ ng ng dẫ dẫn: Địa Địa điểm:  Ngày: K ết quả quả:

NỘI DUNG THỰ C HÀNH A. Lý thuyết 1. Công dụ dụng củ của đầu đầu phân độ 2. Vẽ sơ đồ ơ đồ động động họ học củ của đầu đầu phân độ vạn nă năng. 3. Các phươ  phươ ng ng pháp phân độ, độ, các tính toán cầ cần thiế thiết.

B. Thự c hành 1. Xác định định loạ loại đầu đầu phân độ dùng, vẽ vẽ sơ đồ ơ đồ động động họ học. 2. Tính toán điều chỉ chỉnh đầu đầu phân độ gia công bánh r ăng và gia công rãnh xoắ xoắn (theo đề bài) 3.  Nộ  Nội dung thự thực hành và ghi k ết quả quả.

56

Phầ Phần II: Thiế Thiết k ế Máy công cụ cụ Mở đầ ở đầu: u: Các vấ vấn đề chung về về thiế thiết k ế máy 1. Các giai đoạn chính củ của quá trình thiế thiết k ế máy: Toàn bộ bộ quá trình thiế thiết k ế máy có thể thể phân chia thành các giai đoạn sau (H6.1)

H6.1: Các giai đoạn thiế thiết k ế máy Đầu tiên, cầ cần xác định định rõ công dụ dụng máy thiế thiết k ế và các tham số số có liên − Đầu quan đến đến các chỉ chỉ tiêu kinh tế tế-k ỹ thu thuậật bằng cách dự dựa vào các số số liliệệu ban đầu đầu về yêu cầu đối đối vớ  vớ i các chi tiế tiết gia công đượ c trên máy, như như thướ c, c, hình dáng, tậ tậ p hợ   p các bề bề mặt gia công, vậ vật liliệệu và chấ chất • kích thướ  lượ ng ng bề bề mặt gia công

• tính đa dạ dạng củ của các chi tiế tiết gia công đượ c trên máy Các yêu cầ cầu về về chi tiế tiết gia công là cơ  cơ ssở l ở  lựa chọ chọn phươ  phươ ng ng pháp gia công và dụ dụng cụ cụ cắt cầ cần thiế thiết. Ngoài ra, các số số liliệệu đầy đầy đủ của chúng giúp ta xác định định đượ c đặc đặc tính k ỹ thuậật máy thiế thu thiết k ế, gồ g ồm phạ ph ạm vi tố tốc độ công tác, tố tốc độ chuyể chuyển động động phụ phụ của các cơ  cơ  cấu chấ ch ấ p hành máy, công suấ suất truyề truyền dẫ d ẫn, phươ  phươ ng ng pháp điều ch c hỉnh cũ c ũng như như mức độ cung cấ cấ p cho máy các trang bị bị phụ phụ cần thiế thiết.  –  Xác định định đặc đặc tính k ỹ thu thuậật máy thiế thiết k ế: Nhiệ Nhiệm vụ vụ k ỹ thu thuậật ở giai ở giai đoạn nầ nầy 57

là lậ p luậ luận có cơ  cơ ssở tính ở  tính chấ chất hợ  p lý củ của việ việc chế chế tạo máy mớ  mớ i đồng đồng thờ  thờ i cho các số số liliệệu ban đầu đầu để thiế thiết k ế máy. Máy mớ  m ớ i phả phải có các ưu điểm nỗi bật so vớ  vớ i các máy hiệ hiện có, nói chung phả phải nâng cao đượ c các chỉ chỉ tiêu về về chấ chất lượ  l ượ ng ng trong điều kiệ kiện đảm đảm  bả  bảo hiệ hiệu quả quả kinh tế tế. Khi xác định định đặc đặc tính k ỹ thu thuậật cho máy thiế thiết k ế, nên tiế tiến hành lậ p bảng đặc đặc tính k ỹ thu thuậật của các máy cùng kiể kiểu. Việ Việc phân tích bả bảng giúp ta nhậ nhận xét, vạ vạch ra đượ c các ưu nhượ  nhượ c điểm củ của chúng mộ một cách dễ dễ dàng. Đặc tính k ỹ thu thuậật máy thiế thiết k ế cung cấ cấ p các số số liliệệu ban đầu đầu để nghiên cứ cứu, − Đặc  phân tích, lự lựa chọ ch ọn sơ  s ơ đồ đồ nguyên lý toàn máy: sơ  s ơ đồ đồ động, động, sơ  sơ đồ đồ điện, sơ  s ơ đồ đồ thủ thủy lự l ực hay khí nén… Các giai đoạn thiế thiết k ế nêu trên là nộ nội dung củ của bả bản kiế kiến nghị nghị k ỹ thu thuậật, cũ c ũng chính là luậ luận chứ chứng kinh tế tế-k ỹ thu thuậật cho máy thiế thiết k ế. Sau khi đã đượ c sự s ự tho thoảả thu thuậận củ c ủa phía đặt đặt hàng, bả bản kiế kiến nghị nghị nầy dùng làm cơ  cơ ssở th ở thựực hiệ hiện các công việ việc thiế thiết k ế titiếế p theo. Bản kiế kiến nghị nghị k ỹ thu thuậật cùng vớ  vớ i giai đoạn thiế thiết k ế cụm máy gọ gọi chung là quá trình thiế thiết k ế k ỹ thu thuậật. Cuố Cuối quá trình nầ nầy, toàn bộ bộ k ết cấu máy bao gồ gồm bả b ản vẽ lắ p tất cả các cụ cụm k ể cả thuyế thuyết minh chỉ chỉ rõ đặc đặc tính k ỹ thu thuậật, các chi tiế tiết tiêu chuẩ chuẩn, các phân tích tính toán cụ cụm và chi tiế tiết máy đã đượ c hoàn tấ tất, bố cục máy và lắ lắ p ráp chung đã đượ c kiể kiểm tra. Quá trình thiế thiết k ế chế chế tạo đượ c titiếến hành ngay khi hồ hồ sơ thi ơ  thiếết k ế k ỹ thu thuậật đượ c cấ p trên duyệ duyệt y và hiệ hiệu chỉ chỉnh. Công việ việc chính củ của quá trình nầ nầy là nghiên cứ cứu thiế thiết k ế chế chế tạo các cụ cụm và các chi tiế tiết chủ chủ yếu, các điều kiệ kiện k ỹ thu thuậật cầ cần thiế thiết. Đây chính là các vă văn kiệ kiện k ỹ thu thuậật để chế chế tạo, lắ lắ p ráp và điều chỉ chỉnh máy. Sau quá trình thiế thiết k ế chế chế tạo, thườ  thườ ng ng thự thực hiệ hi ện chế ch ế tạo 1 hay 2 mẫ mẫu thử th ử nhằ nhằm kiể ki ểm tra, thử thử nghiệ nghiệm và đưa đưa vào nhữ những hiệ hiệu chỉ chỉnh thích hợ  hợ  p cho các bả bản vẽ vẽ chế chế tạo chi tiế tiết, các cụ cụm máy. Mẫ Mẫu thử thử nghiệ nghiệm cầ cần kiể ki ểm tra về về độ chính xác, độ cứng vữ vững, tính chị chịu rung..., tiế tiếng ồn, sự toả toả nhi nhiệệt cũng như như các tham số số đặc đặc tr ưng cho hệ hệ thố thống chỉ chỉ tiêu kinh tế tế-k ỹ thu thuậật khác. H6.2 giớ  giớ i thiệ thiệu các bướ  bướ c thiế thiết k ế cụm máy. Khi đã xác định định đượ c các đặc đặc tính k ỹ thuậật chính củ thu của máy thiế thiết k ế, bướ  b ướ c tiế ti ế p theo là lự lựa ch c họn các phươ  phươ ng ng án khác nhau về về k ết cấ cấu có kèm theo tính toán, thiế thiết k ế sơ b ơ bộ để so sánh, phân tích theo điều kiệ kiện cụ cụ thể thể và là cơ  cơ ssở ch ở  chọọn phươ  phươ ng ng án k ết cấ cấu tố tối ưu. Kiể Kiểm tra lạ lại lầ lần cuố cuối phươ  phươ ng ng án đã chọ chọn so vớ i nhiệ nhiệm vụ vụ thiế thiết k ế đặt đặt ra tr ướ  ướ c khi tiế tiến hành xây dự dựng bả bản vẽ vẽ lắ p ráp cụ c ụm máy. H6.3 là 1 ví dụ dụ trình bày các bướ  bướ c thự thực hiệ hiện khi thiế thiết k ế cụm tr ục chính máy mài. 58

H6.2: Các bướ  bướ c thiế thiết k ế cụm máy

H6.3: Ví dụ dụ thiế thiết k ế cụm tr ục chính máy mài 59

Dựa trên các số số liliệệu ban đầu đầu như như độ chính xác và số số vòng quay củ của tr ục, có thể thể có nhiềều phươ  nhi phươ ng ng án lự lựa chọ chọn k ết cấu ổ tr ục khác nhau. Tính toán phân tích sơ  sơ  bộ cho  phép loạ loại tr  t r ừ nhữ những phươ  phươ ng ng án không thích hợ  hợ  p và chọ chọn đượ c 1 hay 2 phươ  ph ươ ng ng án tố tốt nhấ nhất. Quyế Quyết định định phươ  phươ ng ng án cuố cuối cùng phả phải căn cứ vào các chỉ chỉ tiêu kinh tế tế-k ỹ thu thuậật, sau đó lậ lậ p các vă văn kiệ kiện k ỹ thu thuậật và toàn bộ bộ bản vẽ vẽ thiế thiết k ế. Mẫu thử th ử cũng phả phải đượ c thử thử nghiệ nghiệm gia công các loạ loại chi tiế tiết thông thườ  thườ ng, ng, và theo chế chế độ gia công nâng cao. Mộ Một lần nữa, có thể thể cần hiệ hiệu chỉ chỉnh các bả bản vẽ chế chế tạo do thay đổi đổi điều kiệ kiện k ỹ thu thuậật, vậ vật liệ liệu hay k ết cấ cấu... Chỉ Chỉ sau khi hoàn tấ tất thử thử nghiệ nghiệm, máy thiế thiết k ế mớ i đượ c tiế tiến hành sả sản xuấ xuất hàng loạ loạt. Tuy nhiên công việ việc của ngườ  ngườ i thiế thiết k ế vẫn chư chưa k ết thúc vì phả phải theo dõi thườ  thườ ng ng xuyên máy làm việ việc trong điều kiệ kiện sản xuấ xuất thự thực tế, thườ  thườ ng ng xuấ xuất hiệ hiện nhữ những khả khả năng mớ  mớ i yêu cầ cầu cả cải tiế tiến k ết cấ cấu sau nầ nầy. Rõ ràng là quá trình thiế thiết k ế và chế chế tạo máy mớ  mớ i đòi hỏ hỏi nhiề nhiều thờ  thờ i gian và công sứ sức. Để đẩy đẩy mạ m ạnh và ứng dụ d ụng nhanh chóng nhữ những kiể kiểu máy hoàn thiệ thiện hơ  h ơ n, n, phả phải có các  phươ   phươ ng ng pháp thiế thiết k ế tiên tiế tiến. Triể Triển vọ vọng mớ  mớ i hiệ hiện nay là khả khả năng tự tự động động hoá thiế thiết k ế nhờ  nhờ các các phươ  phươ ng ng tiệ tiện k ỹ thu thuậật tính, qua đó có thể thể cải thiệ thiện năng suấ suất lao động động cho ngườ  ngườ i thiế thiết k ế  Nhữ  Những phầ phần việ việc thiế thiết k ế đã đượ c tự tự động động hoá:

− Thu thậ thậ p và xử xử lý các thông tin ban đầu đầu về v ề số lượ ng, ng, chủ chủng loạ loại chi tiế tiết gia công, số số liliệệu thố thống kê về về miề miền sử sử dụng máy... thiết k ế k ỹ thu thuậật, mô phỏ phỏng cơ  cơ ccấu, chế chế tạo mẫ mẫu thử thử... − Tính toán phân tích thiế

− Xử lý các vă văn kiệ kiện k ỹ thu thuậật.

60

Chươ  Chươ ng ng 6: Các chỉ chỉ tiêu kinh tế tế-k ỹ thu thuậật củ của máy thiế thiết k ế Để đánh giá chấ chất lượ  lượ ng ng 1 máy thiế thiết k ế mớ i,i, cầ cần có hệ hệ thố thống chỉ chỉ tiêu kinh tế tế-k ỹ thu thuậật 1.  Nă  Năng suấ suất máy: đượ c xác định định bở i khả khả năng gia công 1 số số lượ ng ng chi tiế tiết nhấ nhất định định trong 1 đơ n vị thờ  thờ i gian, hay nói mộ một cách khác, nă năng suấ suất tỉ lệ nghị nghịch vớ i thờ  thờ i gian tiêu tố tốn cho gia công. Thườ  Thườ ng ng phân biệ biệt các loạ loại nă năng suấ suất sau: 1.1  Nă  Năng suấ suất cắ cắt gọ gọt: tính bằ bằng lượ  lượ ng ng kim loạ loại lấ lấy đi trong 1 đơ n vị vị thờ  thờ i gian đối đối vớ i 1 hay nhiề nhi ều chi tiế tiết gia công đồng đồng thờ  thờ i trên máy. Các giá tr ị (trung bình) cho theo  bả  bảng (6.1) giúp ta có thể thể hình dung về về năng suấ suất cắ c ắt gọ g ọt đối đối vớ  v ớ i các phươ  phươ ng ng pháp gia công khác nhau.    t   u   s

   t   u   s

         ấ

         ấ

Dạng gia công

   ]   m   c    /    ] Dạng gia công    h    h        ị   p   p    /   g    3   g   v   n   n    W   m        ă    ô   n      ơ   c    N    [    C        đ    K    [

Tiệ Tiện

1500

0,06

Mài

800

Tia lử lửa điện

15

   t   u   s

   t   u   s

   ]   m   c    /    ]    h    h        ị   p   p    /   g    3   g   v   n   m   n   n    W        ă      ơ   c    ô    N    [    C        đ    K    [

         ấ

         ấ

Điện hoá

15

10

0,6

Siêu âm

1

25

1,0

Laze

0,01

4000

   3

   3

Bảng 6.1: Nă Năng suấ suất gia công 1.2  Nă  Năng suấ suất tạ tạo hình: tính bằ bằng diệ diện tích bề bề mặt hay tổ tổng củ của k bề b ề mặt gia công đồng đồng thờ  thờ i trên máy trong 1 đơ n vị vị thờ  thờ i gian k 

Q th = ∑ 1

t Vdci × n 0 × cg Li T

(6.1)

trong đó: Vdci : tố tốc độ chuyể chuyển động động tươ  tươ ng ng đối đối củ của dụ dụng cụ cụ cắt dọ dọc theo chiề chiều dài đườ ng ng sinh củ của bề bề mặt thứ thứ i Li : chiề chiều dài hành trình n0 : số số lượ ng ng chi tiế tiết gia công đồng đồng thờ  thờ i trên 1 vị vị trí công tác tcg : thờ  thờ i gian cắ cắt gọ gọt T : khoả khoảng thờ  thờ i gian củ của toàn bộ bộ chu k ỳ Cả 2 loạ loại nă n ăng suấ suất trên đượ c gọ gọi là nă năng suấ suất công nghệ nghệ, chỉ ch ỉ dùng khi so sánh nă năng suấ suất giữ giữa các phươ  phươ ng ng pháp gia công bề bề mặt khác nhau, như nhưng không xác định định đượ c năng suấ suất thự th ực tế t ế của máy. Nă Năng suấ suất máy phả phải k ể đến đến chi phí thờ  thờ i gian dành cho các nguyên công phụ phụ bên cạ cạnh thờ  thờ i gian cắ cắt gọ gọt cầ cần thiế thiết cho gia công. 61

1.3  Nă  Năng suấ suất từ từng chiế chiếc: đo bằ bằng đại đại lượ  lượ ng ng tỉ tỉ lệ nghị nghịch vớ  vớ i thờ  thờ i gian tiêu tố tốn khi gia công 1 chi tiế tiết Q=

QT 1 1 = = T t cg + t ph 1 + t ph Q T

(6.2)

t ph thờ i gian dành cho các nguyên công phụ phụ, không trùng vớ  vớ i thờ  thờ i gian gia  ph : thờ  công QT =

1 t cg

: Nă Năng suấ suất công nghệ nghệ

(6.3)

 Nế  Nếu t ph = 0 hay quá trình gia công đượ c thự thực hiệ hiện một cách liên tụ tục và tấ tất cả các nguyên công phụ phụ đều đều trùng vớ  vớ i thờ  thờ i gian gia công liên tụ tục, thì nă năng suấ suất máy chính  bằ  bằng nă năng suấ suất công nghệ nghệ, Q = QT, cũ cũng đồng đồng ngh ĩ a vớ  vớ i 1 chiế chiếc máy lý tưở  t ưở ng ng tự tự động động cắt gọ gọt liên tụ tục không có hành trình chạ chạy không.  Nă  Năng suấ suất thự thực tế của máy khác vớ  vớ i các giá tr ị xác định định bở i các biể biểu thứ thức trên, do nhiềều nguyên nhân khác nhau: thờ  nhi thờ i gian dành cho phụ phục vụ bảo quả quản, nhữ những tr ục tr ặc ngẫ ngẫu nhiên khi làm việ vi ệc, thay thế thế hoặ hoặc hiệ hiệu chỉ chỉnh các dụ dụng cụ cụ đã mòn...Để mòn...Để tính đến đến tấ tất cả các khoả khoảng chi phí thờ  thờ i gian nầ nầy, thườ  thườ ng ng dùng hệ hệ số sử dụng k ỹ thu thuậật η xác định định

η=

như như sau:

1 t 1 + ngck  T

(6.4)

trong đó tngck  : tổ tổn thấ thất thờ  thờ i gian ngoài chu k ỳ khi gia công 1 chi tiế tiết và không có liên quan đến đến đặc đặc tính củ của quá trình công nghệ nghệ thự thực hiệ hiện trên máy. Khi đó, nă năng suấ suất từ t ừng chiế chiếc đượ c tính: Q=

1 t cg + t ph + t ngck 

=

1 η t cg + t ph

(6.5)

 Nhữ  Những phươ  phươ ng ng pháp cơ  cơ bbản để nâng cao nă năng suấ suất:

−

Tăng nă năng suấ suất công nghệ nghệ

−

Làm trùng thờ  thờ i gian củ của các nguyên công khác nhau

−

Giả Giảm bớ  bớ t thờ  thờ i gian chạ chạy không

Giả Giảm bớ  bớ t tấ tất cả cả các dạ dạng tổ tổn thấ thất ngoài chu k ỳ − 2. Độ chính xác máy: là khả khả năng đảm đảm bả b ảo hình dáng hình họ học, chấ chất lượ  l ượ ng ng bề b ề mặt và độ chính xác kích thướ  thướ c cho các chi tiế tiết gia công đượ c trên máy. Độ chính xác máy có quan hệ hệ tr ực titiếế p đến đến độ chính xác gia công và các sai số số của máy có ảnh hưở ng ng đến đến độ chính xác gia công. Tấ Tất cả cả các dạ dạng sai số số của máy có thể thể quy về về các nhóm 62

chính sau 2.1 Sai số số hình họ học: là sai số số vị trí tươ  tươ ng ng quan bố bố trí các cụ cụm, cơ  cấu máy, phụ phụ thuộộc vào độ chính xác gia công các chi tiế thu tiết và lắ lắ p ráp máy. Do vị vị trí tươ  tươ ng ng quan giữ giữa các cụ cụm và chi tiế tiết máy không đượ c bảo đảm đảm chính xác, chẳ chẳng hạn các chi tiế tiết dẫn hướ ngng- sóng tr ượ  ượ t,t, bàn tr ượ  ượ t... t... chế chế tạo không chính xác dẫ dẫn đến đến quỹ quỹ đạo đạo chuyể chuyển động động của cơ  cơ ccấu máy bị bị sai lệ lệch, hoặ hoặc khe hở  hở ccủa ổ tr ục chính hay độ ô van củ của cổ cổ tr ục gây ra độ đảo đảo hướ ng ng kính củ của đầu đầu mút tr ục chính làm sai lệ lệch hình dạ dạng chi tiế tiết theo  phươ   phươ ng ng ngang... Để đảm đảm bả bảo sai số số hình họ học nằ nằm trong giớ  giớ i hạ hạn cho phép, ngườ  ngườ i thiế thiết k ế quy định định các yêu cầ cầu về về độ chính xác chế chế tạo chi tiế tiết máy xuấ xuất phát từ từ dung sai cho phép củ của chi tiế tiết gia công trên máy có tính đến đến khả khả năng sả sản xuấ xuất thự thực tế tế. 2.2 Sai số số động động họ học: là sai số số gây ra do chế chế tạo không chính xác các bộ bộ truyề truyền như như  bánh r ăng, bánh vít-tr ục vít, vít me-đ me-đai ốc trong xích động động làm ảnh hưở  h ưở ng ng đến đến tố t ốc độ chuyể chuyển động động của cơ  cấu chấ chấ p hành, đặc đặc biệ biệt quan tr ọng trong nhữ những tr ườ  ườ ng ng hợ  p khi cần có sự sự phố phối hợ  hợ  p chuyể chuyển động động giữ giữa dụ dụng cụ cụ và phôi để tạo hình, ví dụ dụ gia công r ăng, cắt ren...Sai số số chế chế tạo các khâu cuố cuối của xích động, động, như như các bộ bộ truyề truyền bánh vít-tr ục vít, bộ bộ truyề truyền vít me-đ me-đai ốc có ảnh hưở  hưở ng ng lớ  lớ n đến đến độ chính xác động động họ học máy. 2.3 Sai số số đàn hồi: là sai số số gây ra do biế biến dạ d ạng cơ c ơ  cấu, cụm máy dướ  d ướ i tác dụ dụng của lự lực cắ c ắt dẫ dẫn đến đến thay đổi đổi vị vị trí tươ  tươ ng ng quan ban đầu đầu giữ gi ữa dụ dụng cụ c ụ cắt và chi tiế tiết gia công. Như Như đã bi b iết, lự l ực cắ c ắt tổ t ổng thay đổi đổi trong quá trình gia công theo giá tr ị, phươ  ph ươ ng ng và điểm đặt. đặt. Khố Khối lượ  lượ ng ng các cụ cụm máy khi chuyể chuyển động động gây ảnh hưở  hưở ng ng khác nhau đến đến các bộ bộ phậ phận chị chịu tải và làm thay đổi đổi giá tr ị chuyể chuyển vị đàn hồi. Khả Khả năng của máy chố chống lạ lại sự sự phát sinh chuyể chuyển vị vị đàn hồ hồi gọi là độ cứng vữ vững, hay độ cứng. Độ cứng J của cụ c ụm máy đượ c xác định định bằ b ằng tỉ t ỉ số lực P đặt đặt vào cụ cụm theo phươ  phươ ng ng gây biế biến dạ d ạng cụm δ:

J=

P [N/mm] δ

(6.6)

Độ cứng J củ của máy ảnh hưở ng ng quan tr ọng đến đến độ chính xác gia công, do vậ v ậy dùng làm tiêu chuẩ chuẩn chính để chọ chọn lựa vật liliệệu. Các số số liliệệu về độ cứng thườ  thườ ng ng đượ c lấy theo các tài liệ liệu thự thực nghiệ nghiệm, tuy nhiên có thể thể tính toán phân tích độ cứng qua biế biến dạng cụ cụm máy xuấ xuất phát từ từ nhữ những nguyên nhân sau

−

Biế Biến dạ dạng bả bản thân vậ vật thể thể chi tiế tiết

−

Biế Biến dạ dạng tiế tiế p xúc 63

−

Biế Biến dạ dạng do khe hở  hở ccủa mố mối ghép

−

Biế Biến dạ dạng bề bề mặt

Biế Biến dạ dạng củ của thành mỏ mỏng (tấ (tấm, nêm...) − 2.4 Sai số số do nhiệ nhiệt độ: độ: là sai số số gây ra do sự sự tăng nhiệ nhiệt không đồng đồng đều đều ở các ở các vị vị trí khác nhau củ của máy trong quá trình làm việ vi ệc và làm thay đổi đổi độ chính xác hình họ học ban đầu. đầu. Sự thay đổi đổi của biế biến dạng nhiệ nhiệt theo thờ  thờ i gian tuân theo quy luậ luật hàm mũ mũ, có dạng:

∆l t = ∆l 0 (1 − e −βt )

(6.7)

trong đó β : tham số số phụ phụ thu thuộộc vào hệ hệ số toả toả nhi nhiệệt, nhiệ nhiệt dung riêng củ của cụ cụm máy, vào khố khối lượ  lượ ng ng và các kích thướ  thướ c chính 2.5 Sai số số động động lự lực họ học: gây ra do dao động động tươ  t ươ ng ng đối đối củ của dụ d ụng cụ cụ cắt so vớ  vớ i chi titiếết gia công, đặc đặc biệ biệt có ý ngh ĩ  ngh ĩ a ở  các quá trình chuyể chuyển titiếế p như như khở  khở i động, động, phanh hãm, đảo đảo chiề chiều, tiế tiến dao...Ngoài tác động động có hạ hại đến đến độ chính xác gia công, dao động động trong máy còn ảnh hưở  hưở ng ng đến đến tuổ tuổi thọ thọ dụng cụ cụ, tuổ tuổi thọ thọ cơ c ơ cấu và chi tiế tiết máy. Các ảnh hưở ng ng của dao động động đến đến sai số số gia công thườ  thườ ng ng đượ c đánh giá qua các đườ ng ng đặc đặc tính tầ tần số số-biên độ và pha-biên độ 2.6 Sai số số dụng cụ cắt: loạ loại sai số số nầy gây ra do mòn dụ d ụng cụ và đây là 1 trong nhữ những nguyên nhân chính củ của sai số số gia công. Bên cạ cạnh đó còn do sai số số chế chế tạo củ c ủa  bả  bản thân dụ dụng cụ cụ cắt và sai số số gá đặt đặt dụ dụng cụ cụ lên máy. Lượ ng ng mòn củ của dụ d ụng cụ c ụ theo bề bề mặt sau thay đổi đổi theo thờ  thờ i gian cũ cũng giố giống vớ  vớ i quy luậ luật đặc đặc tr ưng ở ph ở  phầần lớ  lớ n các dạ dạng hao mòn, sau thờ  thờ i k ỳ chạ chạy rà, tố tốc độ mòn có giá tr ị gần như như không đổi. đổi. Ảnh hưở ng ng chung củ của các loạ loại sai số số khác nhau trên máy đến đến độ chính xác vị vị trí tươ ng ng quan giữ giữa dụ dụng cụ cụ cắt và chi tiế tiết gia công đượ c khả khảo sát mộ một cách hợ  hợ  p lý trên cơ  c ơ  sở  thiế thiết lậ p chuỗ chuỗi kích thướ  thướ c. c. Cọng tất cả các sai số số nầy theo thờ  thờ i gian có thể thể nhậ nhận đượ c sai số số tổng khác biệ biệt nhiề nhiều so vớ  vớ i đặc đặc điểm thay đổi đổi ở t ở từng thành phầ phần. Ví dụ dụ thiế thiết lậ lậ p chuỗ chuỗi kích thướ  thướ c phẳ phẳng vớ  vớ i các khâu song song để phân tích sai số số bố trí các cụ cụm máy mài tròn ngoài, ta có thể th ể tìm đượ c sai số số trung bình củ của đườ ng ng kính chi tiế tiết gia công (H6.4): δ d = 2(δL − δl − δR )

(6.8)

trong đó δL : sai số số tổng củ c ủa tr ục vít dẫ dẫn (trên đoạn l 1) và đoạn l 2 do biế biến dạ d ạng nhiệ nhiệt và biế biến dạ dạng đàn hồ hồi 64

δl : sai số số tổng do nhiệ nhiệt và biế biến dạ dạng đàn hồ hồi củ của ụ mài δR : sai số số dụng cụ cụ (do mòn và sai số số hiệ hiệu chỉ chỉnh)

H6.4: Xác định định sai số số tổng bằ bằng phươ  phươ ng ng pháp lậ lậ p chuỗ chuỗi kích thướ  thướ c Để nâng cao độ chính xác máy, cầ cần tìm cách nâng cao độ cứng vữ vững máy, ví dụ dụ thiế thiết k ế các hệ hệ thố thống chị chịu đượ c tả t ải lớ  l ớ n, n, có biế biến dạ d ạng đàn hồ h ồi bé, hoặ hoặc nâng cao chấ chất lượ  l ượ ng ng  bề  bề mặt mối ghép và chấ chất lượ ng ng lắ  p ráp, giả giảm số lượ ng ng mối ghép và chiề chiều dài xích động, động, nâng cao độ cứng vững cho các khâu yế yếu, làm giả giảm bớ t các ảnh hưở ng ng có hạ hại của biế bi ến dạ d ạng nhiệ nhiệt bằ b ằng cách bố bố trí dòng nhiệ nhiệt hợ  h ợ  p lý trong máy hoặ hoặc tạ t ạo ra k ết cấ c ấu hợ  p lý để cân bằ bằng các sai số số do bù tr ừ lẫn nhau. Ở các máy hiệ hiện đại, đại, luôn có các hệ hệ thố thống điều khiể khiển tự t ự động, động, hệ hệ thố thống hiệ hiệu chỉ ch ỉnh và tự tự động động bù tr ừ sai số số, các cơ  cơ ccấu tự tự động động kiể kiểm tra tích cự cực... 2.7 Độ tin cậ cậy của Máy : xác định định bở i tính chấ chất sản xuấ xuất liên tụ tục không bị bị đứt đứt quãng, cho ra nhữ những sả sản phẩ phẩm đúng quy cách vớ  vớ i mộ một số số lượ ng ng nhấ nhất định định trong mộ một k ỳ hạn phụ phục vụ xác định. định. Sự Sự mất mát khả khả năng làm việ việc của máy đượ c gọi là sự sự hỏng hóc. Khi hỏ hỏng hóc, hoặ hoặc toàn bộ bộ sản phẩ phẩm bị bị ngừ ngừng cung cấ cấ p, hoặ hoặc gây phế phế phẩ phẩm. Xác suấ suất hỏ hỏng hóc tính theo k ết quả quả thử thử nghiệ nghiệm No khả khả năng, và loạ loại ra các khả khả năng hoàn hả hảo: NoT = No - Nhh ; Nhh biể biểu thị thị các khả khả năng hoàn hả hảo, ta có: QT =

 N oT  N o

(6.9)

Cườ ng ng độ hỏng hóc là mậ mật độ xác suấ suất phát sinh hỏ hỏng hóc trong 1 đơ n vị vị thờ  thờ i gian

λ( t ) =

1 dN oT  N hh dt

(6.10)

Xác suấ suất làm việ việc không hỏ hỏng củ của máy là 1 hệ hệ phứ phức tạ tạ p gồ gồm n thành phầ phần ghép liên 65

tục, đượ c biể biểu thị thị dướ i dạ dạng: n

PM ( t ) = ∏ Pi ( t )

(6.11)

1

trong đó

Pi(t) : xác suấ suất làm việ việc không hỏ hỏng củ của yế yếu tố tố thứ thứ i

Để nâng cao độ tin cậ cậy, phả phải tối ưu hoá k ỳ hạn phụ phục vụ của cơ c ơ  cấu và chi tiế tiết máy quan tr ọng cũ cũng như như phả phải áp dụ dụng nguyên tắ tắc dự dự tr ữ khi xử xử dụng các hệ hệ thố thống thiế thiết bị bị  phứ  phức tạ tạ p, chẳ chẳng hạ hạn có các cơ  cơ ccấu dự dự phòng phát hiệ hiện và phòng ngừ ngừa nhữ những hỏ hỏng hóc có thể thể xảy ra … 2.8 Tính vạ vạn nă n ăng củ c ủa máy: đượ c đặc đặc tr ưng bở  bở i thể thể loạ loại chi tiế tiết gia công đượ c và  phạ  phạm vi điều chỉ chỉnh. Đây là 1 chỉ chỉ tiêu quan tr ọng đối đối vớ i máy có công dụ dụng chung,  phụ  phục vụ vụ trong sả sản xuấ xuất loạ loạt nhỏ nhỏ Xác định định phạ phạm vi điều chỉ chỉnh máy thườ  thườ ng ng bằng cách tính chi phí cầ cần thiế thiết khi điều chỉ chỉnh từ t ừ chi tiế tiết nầ n ầy chuyể chuyển sang chi tiế tiết khác gia công đượ c trên máy. Phạ Phạm vi điều chỉ chỉnh cũ c ũng có thể thể xác định định bằ b ằng quy mô tố tối ưu củ c ủa loạ lo ạt chi tiế tiết. Quy mô tố t ối ưu càng nhỏ nhỏ thì phạ phạm vi điều chỉ chỉnh càng cao và tính vạ vạn nă năng củ của máy càng r ộng 2.9 Mức độ tự động động hoá: xác định định theo mứ mức độ gia công chi tiế tiết trên máy mộ mộ t cách tự tự động động không có sự sự tham gia củ của ngườ  ngườ i.i. Đánh giá mứ mức độ tự động động hoá dự dựa trên tỉ số giữ giữa thờ  thờ i gian làm việ việc tự tự động động và tổ tổng thờ  thờ i gian gia công chi tiế tiết trên máy n

a=∑ i

t tđi T

(6.12)

trong đó ttđi : thờ  thờ i gian củ của 1 trong số số n nguyên công thự thực hiệ hiện tự tự động động T : tổ tổng thờ  thờ i gian gia công chi tiế tiết Khi đánh giá mứ mức độ tự động động hoá, cầ cần chú ý r ằng phầ phần thờ  thờ i gian gia công trên máy so vớ i tổng thờ  thờ i gian sả sản xuấ xuất chi tiế tiết thườ  thườ ng ng r ất bé. Theo các số số liliệệu thố thống kê, thờ  thờ i gian trung bình đặt đặt chi tiế tiết trên máy chỉ chỉ chiế chiếm khoả khoảng 5% tổ tổng thờ  thờ i gian sả sản xuấ xuất, 95% thờ  thờ i gian còn lạ lại tiêu tố tốn vào việ việc chuyể chuyển chi tiế tiết từ vị trí nầ nầy sang vị vị trí khác, cũng như như cất giữ giữ giữ giữa các nguyên công. Do vậ vậy, để đánh giá đúng mứ mức độ tự động động hoá chế chế tạo chi tiế tiết, trong công thứ thức (6.12), T là tổ tổng thờ  thờ i gian cầ cần thiế thiết cho sả sản xuấ xuất chi titiếết, còn tử tử số là tổng thờ  thờ i gian củ của tất cả các nguyên công thự thực hiệ hiện tự động, động, k ể cả kiể kiểm tra 2.10 Hiệ Hiệu quả quả kinh tế tế của máy: là tiêu chuẩ chuẩn chủ chủ yếu để đánh giá tính hợ  hợ  p lý khi chế chế tạo máy mớ  mớ i.i. Hiệ Hiệu quả quả kinh tế tế máy có thể thể đượ c tính toán theo chi phí quy đổi đổi 66

tổng, là tổ tổng chi phí hiệ hiện tại tính cho giá thành sả sản phẩ phẩm và khoả khoảng tiế tiết kiệ kiệm hàng năm (hiệ (hiệu quả quả vốn đầu đầu tư tư)

Π = C + k HΦ trong đó

(6.13)

C : giá thành sản phẩ phẩm cả cả năm k H : hệ số hiệ hiệu quả quả vốn đầu đầu tư tư (0,15 ÷0,2) Vốn đầu đầu tư tư Φ : Vố

Đánh giá hiệ hiệu quả quả kinh tế tế cả năm bằng hiệ hiệu của chi phí quy đổi đổi tổng đối đối vớ i máy mớ i (chỉ (chỉ số 2) và máy đượ c thay thế thế (chỉ (chỉ số 1): E = (C1 + k HΦ1)-(C2 + k HΦ2)

(6.14)

Đạt Đạt hiệ hiệu quả quả kinh tế tế khi C2 + k HΦ2 < C1 + k HΦ1 hay

Φ 2 − Φ1 1 < = TH C1 − C 2 k H

(6.15)

vớ i TH : thờ  thờ i gian hoàn vố vốn , là thờ  thờ i gian cầ cần thiế thiết để hạ giá thành sả sản phẩ phẩm từ t ừ C1 xuố xuống C2 . Thườ  Thườ ng ng đối đối vớ  vớ i sả sản xuấ xuất cơ  cơ khí, khí, TH = (3 ÷5) nă năm ứng vớ  vớ i k H = (0,15 ÷0,2). Vốn đầu đầu tư bao gồ gồm giá thành trang thiế thiết bị và đồ gá, cũ cũng như như giá thành thiế thiết bị chiế chiếm chỗ chỗ và giá thành có liên quan đến đến các đối đối tượ  tượ ng ng sinh hoạ hoạt phụ phục vụ vụ

− Giá thành trang thiế thiết bị bị: K tbtb = αGtb

(6.16)

trong đó Gtb : giá bán củ của trang thiế thiết bị cùng vớ  vớ i toàn bộ bộ các cơ  cơ ccấu phụ phụ kèm theo hệ số tính đến đến chi phí bổ bổ sung cho chuyể chuyển vậ vận và lắ lắ p đặt đặt α : hệ

− Giá thành diệ diện tích mà thiế thiết bị bị chiế chiếm chỗ chỗ K dtdt = Gdt Sγ

(6.17)

trong đó Gdt : giá thành trung bình 1m2 diệ diện tích nhà xưở  xưở ng. ng. S : diệ diện tích thiế thiết bị bị chiế chiếm chỗ chỗ.

γ = (1,5 ÷5) : hệ hệ số tính toán bổ bổ sung phụ phụ thu thuộộc vào mặ mặt bằ bằng tổ tổng thể thể. − Giá thành củ của các vấ vấn đề có liên quan đến đến việ vi ệc sử s ử dụng nhà xưở  xưở ng, ng, thườ  thườ ng ng đượ c tính toán bổ bổ sung cho diệ diện tích mà trang thiế thiết bị bị chiế chiếm chỗ chỗ. Giá thành chế chế tạo các chi tiế tiết trên máy trong 1 nă năm tính bằ bằng tổ tổng chi phí: n C = ∑ Ci (6.18) i =1

vớ i Ci : chi phí tiề tiền lươ  l ươ ng ng công nhân, bả bảo quả qu ản, sữ s ữa chữ ch ữa trang thiế thiết bị b ị, chi phí cho dụng cụ cụ hao mòn, khấ khấu hao đồ gá, chuẩ chuẩn bị bị sản xuấ xuất, chi phí cho nă năng lượ  lượ ng ng điện. Chi 67

 phí cho nă năng lượ  lượ ng ng điện tỉtỉ lệ vớ i công suấ suất danh ngh ĩ a động động cơ  cơ :: CE = NδHE

(6.19)

trong đó N : công suấ suất danh ngh ĩ  ngh ĩ a củ của động động cơ  cơ [kW] [kW] hệ số có tả tải củ của máy. δ : hệ HE : chi phí định định mứ mức hằ hằng nă năm cho 1 kW công suấ suất. Tính toán hiệ hiệu quả quả kinh tế tế cần đượ c thự thực hiệ hiện ngay ở giai ở  giai đoạn thiế thiết k ế sơ b ơ  bộ. Chi  phí quy đổi đổi nhỏ nh ỏ nhấ nhất là tiêu chuẩ chuẩn khách quan để lựa chọ ch ọn phươ  ph ươ ng ng án thiế thiết k ế tối ưu. Chỉ Chỉ tiêu hiệ hiệu quả quả kinh tế tế trong hệ hệ thố thống các chỉ chỉ tiêu kinh tế tế-k ỹ thu thuậật là tổ tổng quát nhấ nhất để đánh giá chấ chất lượ  lượ ng ng máy mớ  mớ i.i.

68

Chươ  Chươ ng ng 7: Lự Lựa chọ chọn đặc đặc tính k ỹ thu thuậật máy thiế thiết k ế 1. Xác định định rõ công dụ dụng củ của máy thiế thiết k ế: Các chi tiế tiết gia công trên máy đượ c đặc đặc tr ưng bở  bở i các thông số số cơ b ơ  bản như nh ư hình dạ dạng, kích thướ  thướ c, c, vậ vật liệ li ệu và độ chính xác gia công. Tậ Tậ p hợ  h ợ  p các số số liliệệu ban đầu đầu củ c ủa chúng, phân tích dự dựa trên tính chấ chất liên tụ tục gia công và số số lượ ng ng hành trình chuyể chuyển tiế ti ế p, dạ dạng và số số lượ ng ng dụ dụng cụ c ụ cắt, chế chế độ cắt để xây dự dựng quy trình công nghệ nghệ gia công điển hình theo tiêu chuẩ chuẩn chi phí quy đổi đổi nhỏ nh ỏ nhấ nhất là cơ  cơ ssở để ở  để xác định định và giớ  giớ i hạn miề miền sử s ử dụng hợ  p lý cho máy thiế thiết k ế, hay nói một cách khác, tố tối ưu hóa chứ chức nă năng và công dụ dụng củ của máy. 2. Phạ Phạm vi tố tốc độ công tác: Tố Tốc độ chuyể chuyển động động công tác (tố (tốc độ cắt và lượ  lượ ng ng chạ chạy dao) củ của cụm máy, bàn dao hay bàn máy mang chi tiế ti ết phụ ph ụ thu thuộộc vào chế chế độ cắt yêu cầu khi gia công 1 số số lượ ng ng lớ  lớ n chi tiế tiết cụ c ụ thể thể (hoặ (hoặc chi tiế tiết điển hình) và dụ dụng cụ c ụ cắt sử dụng. Tố Tốc độ cắt có khuynh hướ  hướ ng ng tă tăng lên theo mứ mức độ cải thiệ thiện dụ dụng cụ cụ cắt cũ cũng như như việ việc áp dụ dụng các loạ loại vật liliệệu dụng cụ mớ i.i. Trong điều kiệ kiện sản xuấ xuất thự thực tế, ngườ  ngườ i ta phả phải lậ lậ p đườ ng ng cong phân bố bố xác suấ suất áp dụ dụng tố tốc độ cắt khác nhau cho toàn  bộ  bộ phạ phạm vi chứ chức nă n ăng và công dụ dụng củ c ủa máy để lựa chọ ch ọn các giá tr ị giớ  giớ i hạ h ạn củ c ủa tố t ốc độ cắt có k ể đến đến tổ tổn thấ thất nă năng suấ suất máy..

− Để xác định định giá tr ị giớ  giớ i hạ h ạn của số s ố vòng quay tr ục chính máy tiệ tiện, cầ c ần xác định định phạ phạm vi tố tốc độ cắt và phạ phạm vi kích thướ  thướ c đườ ng ng kính gia công. Theo các số số liliệệu thố thống kê, phạ phạm vi kích thướ  thướ c R D =

D max = 4 chiế chiếm hơ  h ơ n 85%, còn R D = 6 chiế chiếm 92% D min

toàn bộ bộ các tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p gia công. Khi đó phạ phạm vi số số vòng quay tr ục chính : R n =

n max Vmax D max = = R v ⋅ R D n min Vmin D min

(7.1)

− Đối Đối vớ i nhóm máy mài, phạ phạm vi tố tốc độ công tác cầ cần k ể đến đến khả khả năng cho  phép thay đổi đổi kích thướ  thướ c đá mài theo mứ mức độ sữa đá nhiề nhiều lầ l ần cũ c ũng như như sử dụng các loạ loại vậ v ật liệ li ệu đá mài khác nhau. Phạ Phạm vi tố tốc độ làm việ việc củ c ủa máy mài thườ  thườ ng ng nhỏ nhỏ, có thể thể dùng các phươ  phươ ng ng pháp điều chỉ chỉnh đơ n giả giản nhấ nhất. − Đối Đối vớ  v ớ i các máy có chuyể chuyển động động tị tịnh tiế tiến khứ kh ứ hồi (bào, xọ xọc), phạ phạm vi điều chỉ chỉnh số hành trình kép đượ c xác định định theo phạ phạm vi tố tốc độ công tác và chiề chiều dài gia công:

nmax =

1 L min Vmax ⋅ Vck max

=

Vmax 1 ; n = Vmin 1 min L max 1 + α L min 1 + α

(7.2)

trong đó Vmax, Vmin: tố tốc độ công tác lớ  lớ n nhấ nhất, nhỏ nhỏ nhấ nhất 69

Vckmax: tố tốc độ chạ chạy không Lmax, Lmin: chiề chiều dài hành trình lớ  lớ n nhấ nhất và nhỏ nhỏ nhấ nhất củ của bàn máy α=

Vmax : tỷ tỷ số tốc độ công tác và tố tốc độ chạ chạy không Vck max

Phạ Phạm vi điều chỉ chỉnh số số hành trình kép: R n =

Vmax L max = R v ⋅ R L Vmin L min

(7.3)

 –  Các giá tr ị giớ  giớ i hạn của tốc độ chạ chạy dao cũ cũng đượ c xác định định theo cách tươ ng ng tự tự khi khả khảo sát tấ tất cả cả chi tiế tiết gia công đượ c và quy trình công nghệ nghệ điển hình có k ể đến đến tổ tổn thấ thất nă năng suấ suất. Phạ Phạm vi điều chỉ chỉnh R s đượ c tính: R s=

S max n max s o max = = R n ⋅ R so S min n min s o min

(7.4)

vớ i so : lượ  lượ ng ng chạ chạy dao tính theo mm/vòng 3. Đặc Đặc điểm củ của điều chỉ chỉnh phân cấ cấ p: Trên toàn bộ bộ phạ phạm vi củ của tố tốc độ chuyể chuyển động động

công tác (số (số vòng quay, số số hành trình kép, tố tốc độ chạ chạy dao), truyề truyền dẫ dẫn có thể thể dùng

H7.1: Giả Giản đồ số vòng quay tr ục chính khi điều chỉ chỉnh phân cấ cấ p  phươ   phươ ng ng pháp điều chỉ chỉnh phân cấ cấ p hoặ hoặc vô cấ cấ p. Khi điều chỉ chỉnh phân cấ cấ p trong 1 giớ  giớ i hạn xác định, định, cầ cần lự lựa chọ chọn dãy các giá tr ị điều chỉ chỉnh mộ một cách hợ  hợ  p lý. Phổ Ph ổ biế biến nhấ nhất là sử dụng dãy số số hình họ học có các tr ị số trong dãy tuân theo quy tắ tắc cấ p số nhân. Bả Bản chấ chất củ của việ việc chứ chứng minh các ưu điểm củ của dãy hình họ học đượ c tóm tắ tắt như như sau.  Nế  Nếu khả khảo sát 2 tr ị số vòng quay bấ bất k ỳ k ề nhau, nk  và nk+1, thì trên giả giản đồ H7.1 chúng đượ c biể biểu diễ diễn dướ  dướ i dạ dạng 2 đườ ng ng thẳ thẳng nghiêng đi qua gố gốc tọ tọa độ. độ. Giả Gi ả sử cần gia công chi tiế tiết có đườ ng ng kính D0, có thể thể chọ chọn ở 2 ở  2 giá tr ị tốc độ cắt Vk  và Vk+1 bở i vì tốc độ trung gian trên máy không có. Khi đó nế n ếu tố t ốc độ cắt cần thiế thiết theo chế chế độ gia công nằ nằm ở kho ở khoảảng giữ giữa thì tổ tổn thấ thất tố tốc độ tuy tuyệệt đối đối đượ c xác định: định: 70

∆v =

Vk +1 − Vk  2

(7.5)

Tr ườ  ườ ng ng hợ  p xấu nhấ nhất vớ i V0 ≈ Vk+1, và thườ  thườ ng ng chọ chọn tốc độ cắt theo Vk  để dao đỡ  mòn, như như vậy ứng vớ i tổn thấ thất tốc độ lớ n nhấ nhất ∆Vmax = Vk+1 - Vk  . Tổn thấ thất tốc độ tươ ng ng đối đối có thể thể viế viết :

∆Vmax V n = 1 − k  = 1 − k  Vk +1 Vk +1 n k +1

(7.6)

Dãy số số hợ  p lý nhấ nhất là dãy có tổ tổn thấ thất tốc độ không đổi, đổi, ngh ĩ  ngh ĩ a là tổ tổn thấ thất năng suấ suất công nghệ nghệ không đổi. đổi. Muố Muốn vậ vậy cầ cần phả phải có 1−

n k  n = const hay k +1 = const = ϕ n k +1 n k 

(7.7)

Điều kiệ kiện không đổi đổi củ của tỷ t ỷ số 2 số số vòng quay bấ bất k ỳ k ề nhau trong dãy dẫ dẫn đến đến dãy hình họ học có công bộ bội ϕ. Đối Đối vớ  vớ i 1 dãy hình họ học bấ bất k ỳ, quan hệ hệ giữ giữa phạ phạm vi điều chỉ chỉnh R, công bộ bội củ của dãy

ϕ và số số cấ p tố tốc độ z đượ c biể biểu thị thị: R =

n max n z = = ϕ z −1 n min n 1

(7.8)

Để đảm đảm bả bảo phạ phạm vi điều chỉ chỉnh cầ cần thiế thiết có thể thể có nhữ những phươ  phươ ng ng án khác nhau trong việ việc lự lựa chọ ch ọn công bộ bội củ c ủa dãy và số số cấ p tố t ốc độ. độ. Trong ngành chế chế tạo máy, tấ tất cả c ả các giá tr ị công bộ bội củ của dãy đã đượ c tiêu chuẩ chuẩn hoá trong giớ  giớ i hạ hạn 1< ϕ ≤ 2. Giớ  Giớ i hạ hạn dướ  dướ i là điều hiể hi ển nhiên vì ϕ = 1, điều chỉ ch ỉnh tr ở thành ở  thành vô cấ cấ p, còn giớ  giớ i hạ h ạn trên đượ c thành lậ p từ từ điều kiệ kiện tổ tổn thấ thất tố tốc độ tươ ng ng đối đối lớ  lớ n nhấ nhất không đượ c vượ  vượ t quá 50% ∆Vmax 1 = 1 − = 0,5 ϕ V

(7.9)

Các giá tr ị tiêu chuẩ chuẩn ϕ đượ c lự lựa chọ chọn từ từ dãy số số tối ưu, gấ gấ p 10, ϕ = E1 10 trong đó E1: số nguyên, đối đối vớ  vớ i các giá tr ị tiêu chuẩ chuẩn E1 = 40, 20, 10, 5, 4. Ngoài ra còn có các giá E tr ị bổ sung ϕ = 2 2 vớ i E2 = 2 và 1.

Tất cả cả các giá tr ị công bộ bội tiêu chuẩ chuẩn củ của dãy hình họ học đượ c cho trong bả bảng 7.1. Các giá tr ị công bộ bội tiêu chuẩ chuẩn thườ  thườ ng ng gặ gặ p: ϕ = 1,26; ϕ = 1,41 và 1,58. Các tr ị số thấ thấ p hơ  hơ n gây phứ phức tạ tạ p cho hệ hệ thố thống truyề truyền động, động, khi đó truyề truyền động động vô cấ cấ p có lợ  lợ i thế thế hơ n. n. Các tr ị số lớ n ϕ = 1,78 và 2 dẫ dẫn đến đến việ việc điều chỉ chỉnh quá thô, chỉ chỉ dùng cho các máy chuyên 71

môn hóa. Bảng 7.1

ϕ

1,06 1,12 1,26 1,41

1,58 1,78 2 5

E1

10

40

10

20

10

10

10

E2

2

12

2

6

2

3

2

2

20

30

∆Vmax % V

5

10

20 / 3

10

10

3/ 2

2

40

4

10

20 / 6

10

2

2

45

50

6/5

Lựa chọ chọn số số cấ p tố tốc độ từ công thứ thức R = ϕ z−1 cần dự dựa theo điều kiệ kiện: Z= 2 E1 ⋅ 3 E 2

(7.10)

trong đó E1, E 2 : số nguyên. Điều kiệ kiện (7.10) tươ  tươ ng ng đươ ng ng vớ i điều chỉ chỉnh phân cấ cấ p  bằ  bằng các nhóm truyề truyền bánh r ăng gồ gồm 2 hoặ hoặc 3 bộ b ộ truyề truyền ghép liên tụ tục trong hệ hệ thố thống truyề truyền động. động. Trên cơ  cơ  sở  các giá tr ị công bộ bội tiêu chuẩ chuẩn, các tr ị số vòng quay cũ cũng đã đượ c tiêu chuẩ chuẩn (bả (bảng II-2 [3]). Các tr ị số vòng quay thự thực tế tế nhậ nhận đượ c trên tr ục chính phả phải nằ nằm trong giớ  giớ i hạ hạn sai số số cho phép

∆n [%]= ± 10(ϕ -1)

(7.11)

Dãy hình họ học đều đều là tố tốt nhấ nhất khi điều chỉ chỉnh phân cấ cấ p, nế nếu xác suấ suất sử sử dụng 1 số số vòng quay bấ bất k ỳ là như như nhau trên toàn bộ bộ phạ phạm vi. Các số số liliệệu thố th ống kê đã chứ ch ứng tỏ t ỏ r ằng điều đó phù hợ  hợ  p vớ i các máy cỡ  cỡ nnặng, còn đối đối vớ i các máy cỡ  c ỡ trung trung và cỡ  cỡ nh nhỏỏ, dãy hình họ học không đều đều có thể thể có lợ  l ợ i hơ  hơ n, n, ví dụ dụ vớ i công bộ bội nhỏ nh ỏ dùng cho phầ phần phạ phạm vi điều chỉ chỉnh trung bình, còn công bộ bội lớ  lớ n dùng ở các ở các biên. 4. Tốc độ chuyể chuyển động động phụ phụ: Cần chọ chọn sao cho thờ  thờ i gian chuyể chuyển động động trên đoạn đườ ng ng chạ chạy không là nhỏ nhỏ nhấ nhất. Tuy nhiên khi tă tăng tốc độ chuyể chuyển động, động, tổ tổn thấ thất thờ  thờ i gian dành cho việ việc giả giảm tố t ốc độ (hay dừ dừng) có thể thể vượ t quá thờ  thờ i gian có lợ  lợ i nếu tăng tốc độ. độ. Giả Giả sử hệ truyề truyền động động của chuyể chuyển động động phụ phụ có độ cứng vững cao và bỏ bỏ qua ảnh hưở ng ng củ của biế biến dạ dạng đàn hồ hồi thì khoả khoảng sai lệ lệch củ của thờ  thờ i gian chuyể chuyển động động (có nguồ nguồn gốc từ từ sai số số hệ thố thống điều khiể khiển khi giả giảm tố tốc độ hay dừ dừng) có thể thể đượ c đặc đặc tr ưng bở  bở i khoả khoảng phân bố bố thờ  thờ i gian ∆. Lấ L ấy ví dụ dụ trong tr ườ  ườ ng ng hợ  h ợ  p giả giảm tố t ốc độ 1 cấ c ấ p tr ướ  ướ c khi dừng (H7.2), thờ  thờ i gian chuyể chuyển động động củ của cụ cụm máy ở t ở tốc độ nhanh đượ c tính: T1 = L − ∆ V1

(7.12) 72

H7.2: Lự Lựa chọ chọn tố tốc độ chuyể chuyển động động phụ phụ khi giả giảm tố tốc độ 1 cấ cấ p Thờ  Thờ i gian dừ dừng củ của cụ cụm máy để giả giảm tố tốc độ sang V2: T2 =

V1 ∆ V2

(7.13)

Thờ  Thờ i gian tổ tổng cầ cần thiế thiết cho chuyể chuyển động động phụ phụ: T= T1 + T2 =

V L −∆ + 1 ∆ V1 V2

(7.14)

Tr ị số V1 tối ưu tìm đượ c khi dT = − L2 + ∆ = 0 dV1

⇒

V1tư 1tư =

V1

V2

Lv 2 ; Tmin = 2 L∆ − ∆ V2 ∆

(7.15)

Lậ p luậ luận tươ  tươ ng ng tự tự cho các tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p hạ hạ thấ thấ p 2 hay nhiề nhiều cấ cấ p tốc độ tr ướ  ướ c khi dừ dừng để phân tích và chọ chọn đượ c V1tư như thờ  thờ i gian nhỏ nhỏ nhấ nhất cầ cần thiế thiết cho chuyể chuyển động. động. 1tư cũng như 5. Công suấ suất truyề truyền dẫn: dùng để tạo ra lự lực công tác cũ cũng như như khắ khắc phụ phục các loạ loại tr ở l ở lực khác nhau và đượ c biể biểu thị thị dướ i dạ dạng:  Nđ/c = Nci + Nck  + N p

(7.16)

trong đó  –  Công suấ suất có ích:

Nci =

Pz ⋅ v [kW] 60 ⋅ 102

(7.17)

Pz: thành phầ phần lự lực cắ cắt theo phươ  phươ ng ng tố tốc độ cắt [kG]; v: tố tốc độ cắt [m/ph]. Đối Đối vớ  vớ i truyề truyền dẫ dẫn chạ chạy dao: Q: lự lực kéo [kG]

Nci =

Q ⋅ vs [kW] 60 ⋅ 102 ⋅ 10 3

Q = kPx + F

(7.18) (7.19)

k: hệ hệ số k ể đến đến ảnh hưở  hưở ng ng củ của momen lậ lật do vị vị trí tác dụ dụng không cân củ của lự lực cắ cắt thành phầ phần Px gây ra Px: thành phầ phần lự lực cắ cắt trùng vớ  vớ i phươ  phươ ng ng chuyể chuyển động động củ của bàn dao [kG] 73

F: lự lực ma sát trên bộ bộ phậ phận dẫ dẫn hướ  hướ ng ng [kG] vs: tố tốc độ chạ chạy dao [mm/ph] Thườ  Thườ ng ng Nci chiế chiếm khoả khoảng (70÷80)% công suấ suất động động cơ  cơ nên nên có thể thể tính gầ gần đúng  N  Nđ/c = ci [kW] (7.20) η η: hiệ hiệu suấ suất chung củ của truyề truyền dẫn, có giá tr ị từ (0.7 ÷0.85) đối đối vớ i các máy có chuyể chuyển động động chính quay tròn, và (0.6 ÷0.75) đối đối vớ i các máy có chuyể chuyển động động chính tịnh tiế tiến. Đối Đối vớ  v ớ i các máy vạ v ạn nă n ăng, cầ cần chú ý xác suấ suất sử s ử dụng công suấ suất có ích ở các ở  các tr ị số vòng quay khác nhau trên toàn bộ bộ phạ phạm vi công tác. Các số số liliệệu thố thống kê đã chứ chứng tỏ tỏ r ằng trong điều kiệ kiện sản xuấ xuất thự thực tế, phầ phần phạ phạm vi điều chỉ chỉnh trung bình và cao thườ  thườ ng ng sử dụng hết công suấ suất, còn ở các ở  các tố tốc độ thấ thấ p, công suấ suất chỉ chỉ đượ c dùng phầ phần nhỏ nhỏ. Do vậ vậy k ết quả quả xác định định công suấ suất phả phải phù hợ  hợ  p vớ  v ớ i sự sự phân bố bố công suấ suất có ích trên toàn phạ phạm vi điều chỉ chỉnh.  –  Công suấ suất củ của hành trình chạ chạy không: Xác định định theo công thứ thức kinh nghiệ nghiệm ⎛   ⎞  Nck  = k m d tb ⎜ ∑ n + k 1 d t / c n t / c ⎟ [kW] 10 ⎜ ⎝  6

d tb

⎟  ⎠

(7.21)

k m: hệ số phụ phụ thu thuộộc vào chấ chất lượ  l ượ ng ng chế chế tạo chi tiế tiết và điều kiệ ki ện bôi tr ơ  ơn,  n, có thể thể lấy k m = 3÷6 k 1: hệ hệ số tổn thấ thất công suấ suất tính riêng tạ tại tr ục chính, nế nếu ổ tr ục chính là ổ lăn k 1 = 1,5; nếu ổ tr ục chính là ổ tr ượ  ượ t k 1 = 2. dtb: đườ ng ng kính trung bình củ của tấ tất cả cả ngõng tr ục các tr ục truyề truyền dẫ dẫn [mm]

∑n: tổ tổng số số vòng quay củ của tấ tất cả cả các tr ục không k ể tr ục chính [v/ph] nt/c: số số vòng quay củ của tr ục chính [v/ph] dt/c: đườ ng ng kính tr ục chính [mm] Tăng tr ị số vòng quay các tr ục trong xích động động làm tă tăng tổn thấ thất công suấ suất ở  hành trình chạ chạy không, do đó đối đối vớ  vớ i các máy cao tố tốc thườ  thườ ng ng phả phải rút ngắ ngắn xích động, động, giả giảm số lượ ng ng tr ục truyề truyền dẫ d ẫn, giả giảm ma sát tạ t ại các ổ tr ục bằ b ằng các biệ biện pháp bôi tr ơ  ơn,  n, giớ  giớ i hạn lự lực că căng sơ  sơ bbộ cho ổ...  –  Công suấ suất cho tổ tổn thấ thất phụ phụ Tính theo công thứ thức: k 

 N p = Nđ/c ∑ i k (1 − ηk ) [kW]

(7.22)

1

74

ηk : hiệ hiệu suấ suất các bộ bộ truyề truyền cùng loạ loại. ik  : số số các bộ bộ truyề truyền cùng loạ loại. Công suấ suất phụ phụ thườ  thườ ng ng không vượ  vượ t quá (10÷15)% tổng công suấ suất, khi tính gầ gần đúng có thể thể bỏ qua. 6. Lực trong truyề truyền dẫ dẫn Lực phát sinh trong máy do:  –  Lực cắt: chủ chủ yếu phụ phụ thu thuộộc vào tính chấ chất vật liliệệu gia công và các tham số số của quá trình cắ cắt: chiề chiều r ộng và chiề chiều sâu lớ  lớ  p cắt, diệ diện tích mài mòn bề bề mặt sau củ của dao và các yế yếu tố t ố khác. Tính toán lự lực cắ c ắt thườ  th ườ ng ng dự d ựa vào dự dựa vào các số số liliệệu về v ề tính chấ chất cơ  cơ hhọc củ c ủa vậ vật liệ liệu hơ  hơ n là các số số liliệệu củ của mộ một quá trình cắ cắt, có thể thể tham khả khảo các công thứ thức sau [6] Pz = kb( a+0,4c)

(7.23a)

P N= Px2 + Py2 = kb(0,4a+c)

(7.23b)

trong đó Pz, Px, Py [kG]: các thành phầ phần lự lực cắ cắt tươ  tươ ng ng ứng theo 3 tr ục tọ tọa độ, độ, vớ  vớ i tr ục z cùng phươ  phươ ng ng véc tơ  tơ ttốc độ cắt k: đặc đặc tính củ của vậ vật liệ liệu gia công [kG/mm2]  b: bề bề r ộng lưỡ  lưỡ i cắ cắt [mm] a: chiề chiều sâu lớ  lớ  p cắ cắt [mm] c: lượ  lượ ng ng mòn trung bình củ của bề bề mặt sau dao [mm] [3] Đối Đối vớ  vớ i thép k ết cấ cấu có thể thể lấy k = (120 ÷180) [kG/mm2] phụ phụ thu thuộộc vào độ cứng vậ vật liliệệu thép, còn đối đối vớ  vớ i gang k = (90 ÷110) [kG/mm2] Khi dụ dụng cụ cụ cắt bắ bắt đầu đầu cắ cắt vào chi tiế tiết, lự lực cắ cắt tă tăng dầ dần đến đến giá tr ị ổn định định Po. Trong khoả khoảng thờ  thờ i gian quá độ nầy, lự l ực quá tả tải tức thờ  thờ i có thể thể đạt đạt đến đến giá tr ị 2Po tùy thuộ thuộc vào hệ hệ thố thống công nghệ nghệ. Làm giả giảm sự quá tả tải tức thờ  thờ i đạt đạt đượ c bằng các biệ biện pháp giả giảm chấ chấn và nâng cao tầ tần số số riêng củ của hệ hệ truyề truyền động. động.  –  Lực cản do ma sát: do ma sát ở  các mố mối ghép bộ bộ phậ phận di động, động, ví dụ dụ ở  đườ ng ng hướ  hướ ng, ng, ổ, ở các ở các bộ bộ truyề truyền

• Ma sát hỗ hỗn hợ  h ợ  p: Ở dạng nầ n ầy lự l ực ma sát phụ phụ thu thuộộc chủ ch ủ yếu vào tả tải tr ọng  pháp tuyế tuyến và tố tốc độ chuyể chuyển động động tươ ng ng đối. đối. Ngoài ra lự lực ma sát còn tă t ăng lên cùng vớ i thờ  thờ i gian tiế tiế p xúc cố cố định. định. Để tính toán gầ gần đúng có thể thể lấy hệ hệ số ma sát hỗ hỗn hợ  hợ  p f  = (0,05 ÷ 2) 75

Hệ số ma sát ướ t đượ c tính toán theo công thứ thức sau • Ma sát ướ t:t: Hệ f=

c µv h  p

(7.24)

trong đó c: hệ số phụ phụ thu thuộộc vào các thông số số hình họ học củ của các bề bề mặt đối đối tiế tiế p h: chiề chiều dày lớ  lớ  p dầ dầu bôi tr ơ  ơ n

µ: độ nhớ  nhớ t dầ dầu bôi tr ơ  ơn  [cP] v: tố tốc độ tr ượ  ượ t tươ  tươ ng ng đối đối [m/ph]  p: áp lự lực trung bình trên bề bề mặt tiế tiế p xúc [kG/cm2] lăn: Lực ma sát lă lăn xuấ xuất hiệ hiện trong đườ ng ng hướ ng ng và ổ, gồm 2 • Ma sát lă thành phầ phần, một thành phầ phần không phụ phụ thu thuộộc vào tả tải tr ọng pháp tuyế tuyến, phầ phần kia tỉ t ỉ lệ vớ i tả tải tr ọng pháp tuyế tuyến

T = To +

f l P [kG] r 

(7.25)

trong đó To : lự lực ma sát ban đầu đầu [kG] f l : hệ hệ số ma sát lă lăn [cm] r : bán kính bi hay con lăn [cm] Lực ma sát ban đầu đầu trong đườ ng ng hướ  hướ ng ng khi chuyể chuyển động động To = 0,4kG, còn ở tr  ở tr ạng thái t ĩ   ĩ nh nh T = 0,5kG. Đườ ng ng hướ ng ng bằng thép có f l = 0,001 cm, còn đối đối vớ i gang f l = 0,0025cm  –  Lực do tr ọng lượ  lượ ng: ng: Đây là các lự lực phát sinh do khố khối lượ  lượ ng ng củ của cụ cụm máy và cơ c ơ cấu, bao gồ gồm lự lực và momen quán tính ở ch ở chếế độ chuyể chuyển tiế tiế p và dao động, động, lự lực ly tâm ở t ở  tốc độ quay cao..., trong mộ m ột số tr ườ  ườ ng ng hợ  p đặc đặc biệ biệt phả phải tính toán xác định. định. Đánh giá chung đặc đặc tính biể biểu thị th ị ảnh hưở  hưở ng ng củ của tả tải tr ọng động động có thể thể dựa vào hệ hệ số k đ là tỷ tỷ số giữ giữa giá tr ị biế biến dạng đàn hồi do tác dụ dụng của tải tr ọng động động và biế biến dạng t ĩ   ĩ nh nh tươ ng ng ứng:

k đ =

δđ δt

(7.26)

Theo tính toán, k đ = (1 ÷ 2) phụ phụ thu thuộộc vào thờ  thờ i gian quá độ và tần số riêng củ của hệ thố thống đàn hồ hồi. 7. Chế Chế độ tải tính toán đối đối vớ i các máy vạ vạn năng: Các loạ loại máy công cụ cụ vạn năng làm việ việc trong điều kiệ ki ện tả t ải tr  t r ọng thay đổi, đổi, có số số vòng quay tr ục chính (hoặ (hoặc số s ố hành trình kép) biế biến đổi đổi trong giớ  giớ i hạ h ạn từ t ừ nmin cho đến đến n max. Do vậ vậy, chọ chọn chế ch ế độ tính toán hợ  p lý để xác định định kích thướ  thướ c củ c ủa chi tiế tiết máy ảnh hưở  h ưở ng ng tr ực titiếế p đến đến việ việc sử dụng máy đạt đạt hiệ hiệu quả quả kinh tế tế cao. 76

Để có thể thể chọ chọn đượ c chế ch ế độ tính toán hợ  hợ  p lý, ngườ  ngườ i ta dự dựa vào các số số liliệệu thố th ống kê thờ  thờ i gian sử sử dụng máy và đồ thị thị sử dụng công suấ suất cũ c ũng như như Momen xoắ xoắn tươ  t ươ ng ng ứng trên toàn chuỗ chuỗi số số vòng quay. Theo các số số liliệệu thố thống kê, thự thực tế tế cho thấ thấy ở 2 ở  2 khoả khoảng ¼ giữ giữa trên toàn phạ phạm vi dãy số vòng quay đượ c sử sử dụng nhiề nhiều hơ  hơ n cả cả.

Trong khi đó, khi điều chỉ chỉnh số vòng quay từ từ nmin đến đến nmax, mong muố muốn tr ục chính tiêu thụ thụ cùng mộ một công suấ suất ( N = const ). Tuy nhiên ứng vớ  vớ i giá tr ị nmin, Momen xoắ xoắn nhậ nhận đượ c tươ  t ươ ng ng ứng là Mxmax. Nế N ếu tính toán kích thướ  thướ c chi tiế tiết máy theo giá tr ị nầy sẽ không hợ  hợ  p lý vì thự thực tế tế ¼ khoả khoảng thấ thấ p củ của dãy số số vòng quay ít sử sử dụng. Do vậy phả phải tính toán Mx theo giá tr ị nt (H7.3) và ¾ khoả khoảng trên củ của dãy số số vòng quay có cùng công suấ suất sử dụng (N = const), còn ở ¼ ở  ¼ khoả khoảng thấ thấ p cần hạ thấ thấ p công suấ suất (ví dụ dụ chọ chọn chế chế độ cắt thích hợ  hợ  p) để đảm đảm bả bảo độ bền và tuổ tuổi thọ thọ cho chi tiế tiết máy. Tr ị số nt đượ c xác định định theo công thứ thức:

nt = nmin 4 n max n min

(7.27)

Đối Đối vớ  vớ i chuỗ chuỗi lượ  lượ ng ng chạ chạy dao, vì công suấ suất chạ chạy dao bé, tố tốc độ chạ chạy dao chậ chậm hơ  hơ n

H7.3: Đồ thị thị sử dụng công suấ suất trên toàn dãy số số vòng quay nhiềều so vớ  nhi vớ i tố tốc độ cắt nên nts của chuỗ chuỗi lượ  lượ ng ng chạ chạy dao đươ c chọ chọn tùy tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p cụ cụ thể thể, đảm đảm bả b ảo chi tiế tiết đủ cứng vữ v ững. Sau khi đã có nt, tính toán công suấ suất cắ c ắt theo chế chế độ cắt công nghệ nghệ (s,t) sao cho máy làm việ việc hế h ết công suấ suất. Cũ C ũng cầ c ần tham khả khảo thêm các chế chế độ cắt gọ gọt thử thử máy tạ tại nơ  nơ i sả sản xuấ xuất các máy chuẩ chuẩn. 77

Chươ  Chươ ng ng 8: Thiế Thiết k ế động động họ học truyề truyền dẫ dẫn máy công cụ cụ Mục đích củ của phầ phần nầy nhằ nhằm xây dự dựng đượ c sơ  đồ hệ thố thống truyề truyền động động của toàn máy. Nộ Nội dung gồ gồm các vấ vấn đề sau: 1. Lựa chọ chọn động động cơ  điện trong truyề truyền dẫn: Tùy tr ườ  ườ ng ng hợ   p truyề truyền dẫn chuyể chuyển động động chính, chạ chạy dao hay chuyể chuyển động động phụ phụ, có nhiề nhiều yêu cầ cầu khác nhau đặt đặt ra khi chọ chọn động động cơ  c ơ . Để truyề truyền chuyể chuyển động động chính, hầ hầu hế h ết các máy đều đều cầ c ần công suấ suất lớ  l ớ n, n, đặc đặc tính cơ  cơ ccủa động động cơ  c ơ đủ đủ cứng, cũ cũng như như có thể thể cho phép điều chỉ ch ỉnh đượ c số s ố vòng quay trong phạ phạm vi nhấ nhất định. định. Trong truyề truyền dẫn chạ chạy dao, thườ  thườ ng ng phả phải điều chỉ chỉnh đượ c số vòng quay và khả khả năng thự thực hiệ hiện chuyể chuyển động động định định vị chính xác, đây cũng chính là yêu cầ cầu đối đối vớ i các chuyể chuyển động động phụ phụ. Dạng chuyể chuyển động động của cơ  cấu chấ chấ p hành ảnh hưở ng ng quan tr ọng đến đến việ việc lựa chọ chọn động động cơ , ví dụ dụ đối đối vớ i dạng chuyể chuyển động động thẳ thẳng có phạ phạm vi điều chỉ chỉnh tốc độ lớ n cần so sánh giữ giữa động động cơ  thủ thủy lực và động động cơ  cơ đđiện... Các loạ loại động động cơ  cơ th thườ  ườ ng ng gặ gặ p

− Động Động cơ  điện không đồng đồng bộ: Loạ Loại nầy đượ c ứng dụng phổ phổ biế biến do giá thành r ẻ, độ tin cậ cậy cao và đặc đặc tính cơ  cơ ccứng. Hiệ Hiện nay ngườ  ngườ i ta ít dùng động động cơ  c ơ đđiện không đồng đồng bộ điều chỉ chỉnh số vòng quay, tuy nhiên có thể thể thự thực hiệ hiện đượ c hoặ hoặc bằng cách thay đổi đổi số số đôi cự cực hoặ hoặc thay đổi đổi tầ tần số số nguồ nguồn cung cấ cấ p theo công thứ thức n=

60f  (1 − s)  p

(8.1)

trong đó f: tần số số nguồ nguồn cung cấ cấ p; p: số số đôi cự cực; s: độ tr ượ  ượ t Điều chỉ chỉnh số số vòng quay bằ bằng cách thay đổi đổi độ tr ượ  ượ t s làm giả giảm độ cứng đườ ng ng đặc đặc tính cơ  cơ ccủa động động cơ  cơ , do vậ vậy không áp dụ dụng.

− Động Động cơ  điện không đồng đồng bộ nhi nhiềều cấ p tốc độ: độ: Các cấ cấ p tốc độ khác nhau nhậ nhận đượ c nhờ  nh ờ thay thay đổi đổi số đôi cực. Phạ Phạm vi sử sử dụng chủ chủ yếu trong truyề truyền dẫn chính các máy có công suấ su ất không lớ  lớ n (ví dụ dụ các máy doa chuyên dùng...), vớ  v ớ i tỷ tỷ số các cấ cấ p tốc độ 1:2 ( 500/1000, 750/1500, 1500/3000v/ph).

− Động Động cơ  cơ dòng dòng 1 chiề chiều: cho phép điều chỉ chỉnh đượ c số số vòng quay mộ một cách dễ dễ dàng và vì vậ vậy ngày càng đượ c ứng dụng r ộng rãi để thay thế thế cho các kiể kiểu động động cơ  khác dùng trong truyề truyền dẫ dẫn chạ chạy dao hoặ hoặc chuyể chuyển động động phụ phụ Phạ Phạm vi điều chỉ chỉnh số s ố vòng quay củ của động động cơ khi ơ  khi công suấ suất không đổi đổi (5 ÷ 10kW) dùng cho truyề truyền dẫ dẫn chuyể chuyển động động chính ở h ở hầu hế hết các máy thườ  thườ ng ng nhỏ nhỏ hơ n phạ phạm vi 78

yêu cầ cầu. Tuy nhiên phả phải chú ý r ằng công suấ suất không đổi đổi trên toàn bộ bộ phạ phạm vi là không cần thiế thiết, do vậ vậy trong truyề truyền động động chính, ngườ  ngườ i ta ứng dụ dụng kiể kiểu điều chỉ chỉnh phố phối hợ  hợ  p, ngh ĩ a là phầ phần dướ  dướ i củ của phạ phạm vi điều chỉ chỉnh bả bảo đảm đảm momen xoắ xo ắn không đổi, đổi, còn phầ phần trên phạ phạm vi điều chỉ chỉnh là ở công ở  công suấ suất không đổi. đổi. Điều nầ nầy cũ cũng hợ  hợ  p lý bở  bở i vì ở ph ở  phầần dướ i của phạ phạm vi điều chỉ chỉnh thườ  thườ ng ng không sử sử dụng hết công suấ suất theo các số số liliệệu thố thống kê. Động cơ  thủ thủy lực: phổ phổ biế biến hơ n cả là ở  dạng xy lanh thủ thủy lực cung cấ cấ p − Động chuyể chuyển động động thẳ thẳng cho cơ  cơ  cấu chấ chấ p hành máy, ví dụ dụ truyề truyền dẫn chuyể chuyển động động chính của các máy chuố chuốt, máy bào, xọ xọc, hoặ hoặc chuyể chuyển động động chạ chạy dao, chuyể chuyển động động phụ phụ ở các ở  các loạ loại máy mài.... Ư u điểm của nó là kích thướ  thướ c nhỏ nhỏ, tác dụ dụng nhanh, cho phép ghép tr ực titiếế p động động cơ v ơ  vớ i bộ phậ phận chấ chấ p hành. Đối Đối vớ i các máy hiệ hiện đại, đại, ngườ  ngườ i ta còn sử sử dụng các hệ hệ thố thống có liên hệ hệ ngượ  ngượ c theo tố tốc độ chuyể chuyển động động thự thực tế để tránh ảnh hưở ng ng củ c ủa sự s ự thay đổi đổi độ nhớ  nhớ t dầ d ầu và các sai số số khác có thể thể ảnh hưở  h ưở ng ng đến đến độ chính xác chuyể chuyển động. động. Động Động cơ  cơ th thủủy lự lực quay cũ cũng cho phép điều chỉ chỉnh đượ c vô cấ cấ p tố tốc độ trong 1 phạ phạm vi r ộng, kích thướ  thướ c nhỏ nhỏ, truyề truyền momen xoắ xoắn lớ n. n. Nhượ  Nhượ c điểm chính củ của chúng là hệ hệ thố thống truyề truyền dẫ dẫn khá phứ phức tạ tạ p, giá thành cao. 2. Điều chỉ chỉnh tốc độ phân cấ cấ p: Khi điều chỉ chỉnh phân cấ cấ p vớ i chuỗ chuỗi số vòng quay tuân theo cấ cấ p số số nhân, có mộ một số số quy luậ luật cho phép làm đơ n giả giản việ việc nghiên cứ cứu thiế thiết k ế sơ đồ ơ đồ động. động. Số cấ p tố tốc độ do các nhóm truyề truyền ghép liên tụ tục: z=

m

∏ p

i

(8.2)

1

trong đó pi : số số bộ truyề truyền ở nhóm ở nhóm thứ thứ i; m: số số nhóm truyề truyền 1 trong các nhóm truyề truyền củ của hệ hệ thố thống truyề truyền động động phả phải là nhóm cơ  cơ ssở . Nhóm nầ nầy tạ tạo nên dãy số số vòng quay đầu đầu tiên vớ  vớ i công bộ bội ϕ (công bộ bội của nhóm cơ  cơ ssở ), ), có số số cấ p chính là số số bộ truyề truyền (số (số tỉ số truyề truyền) của nhóm. Các nhóm còn lạ l ại đượ c gọi là các nhóm thay đổi đổi (nhóm thay đổi đổi th t hứ nhấ nhất, nhóm thay đổi đổi thứ thứ hai...) và dùng để khuế khuếch đại đại dãy đầu đầu tiên trên khắ khắ p phạ phạm vi yêu cầ c ầu. Khi điều chỉ ch ỉnh phân cấ cấ p, phươ  phươ ng ng pháp phân tích giả giản đồ là phươ  phươ ng ng pháp thuậ thuận titiệện hơ n cả cả để phân tích các phươ  phươ ng ng án có thể thể có trong hệ hệ thố thống truyề truyền động. động. Phươ ng ng pháp phân tích giả giản đồ: đồ: sử sử dụng các quy ướ c mô tả tả lướ i k ết cấ cấu và − Phươ  79

đồ thị thị vòng quay. Khi vẽ vẽ, biể biểu diễ diễn các tr ục bố trí liên tụ tục trong xích động động bằng các đườ ng ng thẳ thẳng nằm ngang song song và cách đều đều nhau. Logarit tr ị số vòng quay trên mỗi tr ục lầ lần lượ  lượ t từ từ giá tr ị đầu đầu tiên. Đối Đối vớ  vớ i số số vòng quay k ế titiếế  p, ta có:

lgnk+1 - lgnk 

= lgϕ = const. Do vậ vậy, các tr ị số vòng quay đượ c biể biểu diễ diễn đồng đồng đều đều trên các tr ục. Các đườ ng ng thẳ thẳng nố nối các giao điểm trên các tr ục liên tiế tiế p biể biểu diễ diễn các tỉ tỉ số truyề truyền.

• Lướ i k ết cấu: cho phép hình dung đượ c các phươ  phươ ng ng án thay đổi đổi thứ thứ tự gạt khác nhau củ của hệ hệ thố thống truyề truyền động. động. Lướ  Lướ i k ết cấ cấu quy ướ c vẽ vẽ đối đối xứ xứng.

H8.1a: Sơ  Sơ đồ đồ động động củ của hệ hệ thố thống truyề truyền động động có z =3 × 2 × 2 Giả Giả sử hệ thố thống truyề truyền động động gồ gồm 3 nhóm truyề truyền ghép liên tụ tục (H8.1a) vớ  vớ i số số cấ p tố tốc độ z = 3 × 2 × 2. Các phươ  phươ ng ng án khác nhau có thể thể có củ c ủa lướ  l ướ i k ết cấ c ấu phụ ph ụ thu thuộộc vào nhóm truyề truyền nào là nhóm cơ  c ơ ssở (nhóm ở  (nhóm thay đổi đổi đầu đầu tiên), nhóm truyề truyền nào là nhóm thay đổi đổi tiế tiế p theo (nhóm khuế khuếch đại). đại). m! (m!) 2 Tổng số số phươ  phươ ng ng án khác nhau củ của lướ  lướ i k ết cấ cấu nhậ nhận đượ c bằ bằng m!= q! q!

trong đó q: số nhóm có số số bộ truyề truyền (số (s ố tỉ số truyề truyền) giố giống nhau (hoán vị vị các nhóm có số số bộ truyề truyền giố giống nhau không làm tă tăng phươ  phươ ng ng án mớ  mớ i). i). Hình (8.1b) là 1 số số lướ i k ết cấ cấu củ của hệ hệ thố thống truyề truyền động động có z =3× 2 × 2 và 4 phươ  phươ ng ng án củ của lướ  lướ i k ết cấ cấu có phươ  phươ ng ng án thay đổi đổi thứ thứ tự :

(I II III )

Lướ i k ết cấu còn đượ c dùng để loạ loại tr ừ các phươ  phươ ng ng án không có lợ  lợ i do tỉ tỉ số truyề truyền của bộ bộ truyề truyền bánh r ăng vượ  vượ t quá giá tr ị cho phép lớ  lớ n nhấ nhất. Đối Đối vớ  vớ i truyề truyền dẫ dẫn chuyể chuyển động động chính, thườ  thườ ng ng lấ lấy imin ≥

1 ; imax ≤ 2 4 80

H8.1b: Mộ Một số số phươ  phươ ng ng án củ của hệ hệ thố thống truyề truyền động động z = 3× 2 × 2 Cả 2 điều kiệ kiện nầ nầy có thể thể quy về về i max = ϕ k  ≤ 8 i min

(8.3)

Điều kiệ kiện (8.3) dễ dễ dàng kiể kiểm tra đối đối vớ i từng nhóm truyề truyền, bở i vì số số mũ k chính  bằ  bằng số s ố khoả khoảng lg ϕ giữ giữa các tia ngoài cùng là các tia có tỉ tỉ số truyề truyền nhỏ nh ỏ nhấ nhất và lớ  lớ n nhấ nhất

• Đồ thị thị vòng quay: khác vớ  vớ i lướ  lướ i k ết cấ cấu ở ch ở  chỗỗ, vẽ vẽ đủ tất cả cả các tr ục theo sơ  đồ động, động, giữ giữa các tr ục là các bộ bộ truyề truyền riêng lẻ lẻ hay theo từ từng nhóm truyề truyền. Các điểm trên tấ tất cả các tr ục là các tr ị số vòng quay (lấ (lấy theo tr ục toạ toạ độ logarit) sắ sắ p xế p lần lượ  lượ t từ từ điểm đầu đầu tiên. Đồ thị thị vòng quay đượ c vẽ vẽ không đối đối xứ xứng. Mỗi phươ  phươ ng ng án lướ  lướ i k ết cấu có thể thể có các phươ  phươ ng ng án đồ thị thị vòng quay khác nhau (H8.1b) phụ phụ thu thuộộc vào các bộ bộ truyề truyền thành phầ phần, và lự lựa chọ ch ọn tr ị số tỉ số truyề truyền trong từng nhóm truyề truyền. Tr ục vào từ từ động động cơ  thườ  thườ ng ng có tố tốc độ quay khá nhanh (1500 ÷ 3000 vg/ph), và tr ục chính có các dãy tr ị số vòng quay thấ thấ p hơ n. n. Muố Muốn giả giảm tố t ốc độ, độ, nên giả giảm ở các ở  các cấ cấ p sau cùng để cho các tr ục trung gian làm việ việc vớ i các tr ị số vòng quay tươ  tươ ng ng đối đối cao bở  bở i vì kích thướ  thướ c tr ục và mođ mođun các bánh r ăng củ c ủa các bộ bộ truyề truyền trung gian có mố mối quan hệ hệ vớ i số số vòng quay : 81

d=

c1 ; 4 n

c m=32 n

Do đó giả giảm tố tốc độ dẫn đến đến tă tăng kích thướ  thướ c tr ục, khố khối lượ  lượ ng ng và giá thành các tr ục và các bộ bộ truyề truyền.

• Khi sử sử dụng động động cơ  điện không đồng đồng bộ nhi nhiềều tốc độ, độ, dãy hình họ học nhậ nhận đượ c chỉ chỉ đúng cho các công bộ bội thoả thoả mãn điều kiệ kiện ϕ x = 2 , vớ i x: số số nguyên.  Ngoài ra, động động cơ  đượ c coi như như là 1 nhóm truyề truyền, và số số bộ truyề truyền (số (số tỉ số truyề truyền) trong nhóm thay đổi đổi đầu đầu tiên (tr ướ  ướ c động động cơ  cơ ) phả phải đảm đảm bả bảo (H8.2a): Pk  =

lg 2 lg ϕ

(8.4)

thế thiế thiết k ế theo kiể kiểu hoán đổi đổi thuậ thuận nghị nghịch cho • Dùng bánh r ăng thay thế  phép tạ tạo ra số số tỉ số truyề truyền lớ  lớ n nhấ nhất trong nhóm. Nế Nếu mỗ mỗi cặ cặ p bánh r ăng thay đổi đổi vị vị trí lắ p, số số tỉ số truyề truyền chung có đượ c lớ  lớ n gấ gấ p đôi số số cặ p bánh r ăng (H8.2b).

• Các số số liliệệu thố thống kê về về sử dụng các máy vạ vạn nă năng đã cho thấ thấy r ằng phầ phần  phạ  phạm vi điều chỉ chỉnh trung bình dãy số số vòng quay đượ c sử dụng nhiề nhiều hơ n so vớ  vớ i các  biên ngoài cùng củ của dãy số số. Do vậ vậy trong nhiề nhiều tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p ở các ở  các máy ứng dụ d ụng lướ  l ướ i k ết cấ c ấu biế bi ến hình theo cách: trên phầ phần phạ ph ạm vi điều chỉ ch ỉnh trung bình dãy số số công bộ bội

ϕ, còn ở các ở  các biên công bộ bội tă t ăng lên ϕ2 hoặ hoặc ϕ3. Như Như thế thế có thể thể mở r  ở  r ộng phạ phạm vi điều chỉ chỉnh mà không làm tă tăng số số bộ truyề truyền (H8.2c) Đối vớ  vớ i các máy làm việ vi ệc vớ  vớ i tố tốc độ cao, tổ tổn thấ thất công suấ suất ở hành ở  hành trình • Đối chạ chạy không tă tăng lên khi số số lượ ng ng bộ truyề truyền làm việ việc liên tụ tục tăng. Để hạn chế chế điều nầy cũ c ũng như như làm giả giảm các loạ loại sai số số khác nhau củ của truyề truyền dẫ d ẫn đến đến tr ục chính máy, ngườ  ngườ i ta dùng phươ  phươ ng ng án sơ  sơ đồ đồ hệ thố thống truyề truyền dẫ dẫn tách r ờ  ời  (H8.3) vớ  vớ i hộ hộ p tố tốc độ tách r ờ  ời  hộ hộ p tr ục chính. Đặc Đặc điểm chính củ của truyề truyền dẫ dẫn tách r ờ  ời  (qua các đườ ng ng truyề truyền gián titiếế p-tr ực tiế ti ế p) là có mộ một số số cấ p tố t ốc độ thự thực hiệ hi ện không phả phải qua tấ tất cả c ả các tr ục củ c ủa hệ hệ thố thống truyề truyền động động mà chỉ chỉ đi qua 1 số số tr ục (H8.2d). Số Số cấ p tố tốc độ nhậ nhận đượ c là: z = z1 + z2 =

m1

m2

∏ p + ∏ p i

1

i

(8.5)

1

Vớ i phươ  phươ ng ng pháp phân tích giả giản đồ, đồ, ngườ  ng ườ i thiế thiết k ế dễ dàng hình dung, phân tích và so sánh đầy đầy đủ các phươ  phươ ng ng án củ của hệ hệ thố thống truyề truyền động. động. Lựa chọ ch ọn đượ c 1 phươ  phươ ng ng án tố tối ưu luôn là 1 bài toán khó, tuy nhiên có thể th ể dựa trên nguyên tắ tắc là mong muố muốn độ dài xích động động đượ c giả giảm bớ  bớ t,t, vừ vừa đảm đảm bả bảo kinh tế tế, vừ vừa 82

giả giảm các nguồ nguồn gây ra sai số số và nâng cao hiệ hiệu suấ suất truyề truyền dẫ dẫn.

Kích thướ  thướ c của các bộ bộ truyề truyền có ảnh hưở ng ng chung đến đến kích thướ  thướ c hộ  p, do vậ vậy  phươ   phươ ng ng án tố tốt nhấ nhất là phươ  phươ ng ng án có

i max → 1 . Số S ố bộ truyề truyền, số s ố tr ục, số s ố lỗ hộ p tươ ng ng i min

ứng cầ c ần thiế thiết là các yế yếu tố t ố quan tr ọng quyế quyết định định giá thành củ của hệ h ệ thố thống truyề truyền động động máy. 3. Điều chỉ chỉnh tố tốc độ vô cấ cấ p: Thườ  Thườ ng ng sử sử dụng các loạ loại động động cơ  cơ cho cho phép điều chỉ chỉnh tốc độ hay các bộ bộ biế biến tố tốc cơ  cơ khí. khí. Điều chỉ chỉnh vô cấ cấ p tố tốc độ có các ưu điểm sau  –   Nâng cao nă năng suấ suất gia công nhờ  nhờ  lựa chọ chọn đượ c chính xác tố tốc độ có trên máy theo chế chế độ gia công tố tối ưu. Tổ Tổn thấ thất nă năng suấ suất tươ  tươ ng ng đối đối đối đối vớ  vớ i hầ hầu hế hết các máy khi điều chỉ chỉnh phân cấ cấ p tố tốc độ chuyể chuyển động động chính và chuyể chuyển động động chạ chạy dao đượ c tính theo công thứ thức:

∆Q = 1 −

v′c ⋅ s′ vc ⋅ s

(8.6)

trong đó vc,s: tố tốc độ cắt và tố tốc độ chạ chạy dao theo chế chế độ cắt yêu cầ cầu v ′c , s′ : tốc độ cắt và tố tốc độ chạ chạy dao có sẵ sẵn trên máy, thườ  th ườ ng ng có giá tr ị bé hơ n 83

Vớ i dãy số số vòng quay và lượ  lượ ng ng chạ chạy dao tuân theo quy tắ t ắc cấ c ấ p số s ố nhân (lấ (lấy v ′k  nằm giữ giữa vk  và vk-1): v k  ϕ k  + 1 s ϕ s + 1 = = ; v ′k  2 s′ 2

(8.7)

Tổn thấ thất nă năng suấ suất trong tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p nầ nầy là:

∆Q = 1 −

4 (ϕ k  + 1)(ϕ s + 1)

(8.8)

H8.4 trình bày đồ thị thị tổn thấ thất năng suấ suất tươ ng ng đối đối khi điều ch c hỉnh phân cấ cấ p tính cho tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p đặc đặc biệ biệt ϕk  = ϕs

H8.4: Tổ Tổn thấ thất nă năng suấ suất tươ  tươ ng ng đối đối khi điều chỉ chỉnh phân cấ cấ p (tính cho tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p ϕk  = ϕs )  –  Cho phép điều chỉ chỉnh tốc độ êm trong quá trình làm việ vi ệc. Đối Đối vớ i các máy điều khiể khiển tự tự động, động, điều nầ nầy đặc đặc biệ biệt có ý ngh ĩ  ngh ĩ a. a.  –  Dễ tự động động hoá hệ hệ thố thống điều khiể khiển. Nếu động động cơ  hay bộ bộ biế biến tốc đượ c ghép vớ  vớ i hộ hộ p tố tốc độ phân cấ cấ p, để tự động động hoá việ việc thay đổi đổi tố tốc độ, độ, cầ cần sử sử dụng các ly hợ  p điện từ từ.  Nhượ   Nhượ c điểm chính củ của điều chỉ chỉnh vô cấ cấ p còn tồ tồn tại là phạ phạm vi điều chỉ chỉnh khi N = const bị bị giớ  giớ i hạ hạn, thườ  thườ ng ng nhỏ nhỏ hơ n nhiề nhiều so vớ  vớ i yêu cầ cầu trong truyề truyền dẫ dẫn chuyể chuyển động động chính củ của các máy nói chung. Phạ Ph ạm vi điều chỉ chỉnh yêu cầ cầu đối đối vớ i số vòng quay tr ục chính ở máy ở  máy công cụ cụ nằm trong khoả khoảng R n = 200 ÷ 250, trong khi phạ phạm vi điều chỉ chỉnh của động động cơ  c ơ đđiện 1 chiề chiều khi N = const đạt đạt khoả khoảng (2,5 ÷ 4). Phạ Phạm vi điều chỉ chỉnh củ c ủa các bộ bộ biế biến tố tốc cơ  cơ khí khí cũ cũng tươ  tươ ng ng tự tự Phươ  Phươ ng ng pháp mở  mở r  r ộng phạ phạm vi điều chỉ ch ỉnh: Phổ Phổ biế biến nhấ nh ất là ghép nố nối tiế ti ế p 1 hộ hộ p tố t ốc độ phân cấ cấ p có vài tố t ốc độ vớ i động động cơ  cơ đđiều chỉ chỉnh đượ c. c. Giả Giả sử phạ phạm vi củ của nhóm điều chỉ chỉnh vô cấ cấ p R B và hộ hộ p tố tốc độ có z cấ cấ p, phạ phạm vi điều 84

chỉ chỉnh R A. Phạm vi chung củ của điều chỉ chỉnh: R = R A ⋅ R B A. Phạ

(8.9)

ϕk  = R B

(8.10)

 Ngoài ra, cũ cũng có:

Còn đối đối vớ  vớ i các tỉ tỉ số truyề truyền củ của hộ hộ p tố tốc độ: độ: R A = ϕ k z −1 = R Bz −1 (dãy cấ cấ p số số nhân), nên cuố cuối cùng ta có:

lg R − lg R B ⎫ lg R B ⎪⎬ ⎪ R  = R Bz ⎭

z −1 =

(8.11)

Các công thứ thức (8.9), (8.10), (8.11) xác định định tất cả các thông số số của hộ p tốc độ bổ sung.

H8.5a,b,c: Truyề Truyền dẫ dẫn chuyể chuyển động động chính củ của 1 máy tiệ tiện điều khiể khiển số số H8.5a là 1ví dụ dụ lấy theo sơ  sơ đồ đồ hệ thố thống truyề truyền dẫ dẫn chuyể chuyển động động chính củ của 1 máy tiệ tiện titiệện điều khiể khiển chươ  chươ ng ng trình số số, trong đó động động cơ  cơ truy truyềền dẫ dẫn chính điều chỉ chỉnh đượ c vô cấ p tốc độ phạ phạm vi R B = 2,5 có công suấ suất không đổi, đổi, ngoài ra khi momen không đổi đổi  phạ  phạm vi điều chỉ chỉnh R M =6,3 (H8.5b). Để mở  r ộng phạ phạm vi điều chỉ chỉnh ở  công suấ suất không đổi, đổi, ngườ  ngườ i ta ghép động động cơ  c ơ vvớ i 1 hộ p tố t ốc độ phân cấ cấ p có z = 4 điều khiể khiển thay đổi đổi tố tốc độ bằng ly hợ  hợ  p điện từ từ. Dựa trên các công thứ thức (8.9), (8.10), (8.11), các thông số số động động họ học củ của hộ hộ p tố tốc độ có 85

thể thể tính đượ c : ϕk  = 2,5 ; z = 4; R A = 2,53 = 15,6 và phạ phạm vi chung củ của truyề truyền đông khi công suấ suất công đổi đổi R = R Bz = 2,5 4 = 39. Ở miề miền tốc độ thấ thấ p khi momen không đổi, đổi,  phạ  phạm vi điều chỉ chỉnh tăng đạt đạt đến đến giá tr ị R = 39 ⋅ 6,3 ≈ 250. Đồ thị thị vòng quay củ của hệ thố thống truyề truyền động động đượ c trình bày trên H8.5c. Đối Đối vớ  v ớ i điều chỉ ch ỉnh vô cấ cấ p, do đặc đặc tính cơ  cơ ccủa động động cơ  c ơ không không đủ cứng hoặ hoặc sự s ự tr ượ  ượ t xảy ra ở các ở  các bộ bộ biế biến tố tốc, nên xả xảy ra sự sự trùng tố tốc độ, độ, ngh ĩ  ngh ĩ a là mấ mất mát 1 số số tốc độ nhấ nhất định, định, đặc đặc biệ biệt khi truyề truyền công suấ suất lớ  lớ n. n. Bả B ản chấ chất củ của sự sự tr ượ  ượ t ở các ở  các bộ bộ biế biến tố tốc cơ  cơ khí khí có thể thể giả giải thích theo ví dụ dụ H8.6 vớ  vớ i bộ bộ truyề truyền ma sát mặ mặt đĩ a, a, loạ loại đơ n giả giản nhấ nhất.

H8.6: Sơ  Sơ đồ đồ tính toán sự sự tr ượ  ượ t trong bộ bộ biế biến tố tốc ma sát mặ mặt đĩ a Chuyể Chuyển động động quay đượ c truyề truyền từ từ con lă lăn qua đĩ a bằ bằng cách ép con lă lăn vào mặ mặt đầu đầu của đĩ a. a. Trên toàn bộ bộ chiề chiều dài tiế tiế p xúc, chỉ chỉ tại 1 điểm A nào đó tố tốc độ của con lă lăn và đĩ a trùng nhau. Vớ  Vớ i nhữ những điểm titiếế p xúc nằ nằm trên điểm A, tố tốc độ của đĩ a vượ t hơ n con lă lăn, còn ở  nhữ những điểm titiếế p xúc dướ  dướ i điểm A, ngượ  ngượ c lại. Do đó tr ừ điểm A, tạ tại nhữ những điểm còn lạ lại trên chiề chiều dài tiế tiế p xúc xả xảy ra sự sự tr ượ  ượ t tươ  t ươ ng ng đối đối và xuấ xuất hiệ hi ện lự l ực ma sát tươ  tươ ng ng ứng, có phươ  phươ ng ng ngượ  ngượ c vớ i phươ  phươ ng ng của tốc độ tr ượ  ượ t tươ ng ng đối đối nầy. Momen xoắ xoắn truyề truyền đượ c chính bằ bằng hiệ hiệu củ của momen do lự lực ma sát hợ  hợ  p thành trên 2 đoạn tiế tiế 

p xúc

x

 b  ⎞⎛  x  b ⎞ ⎛  b  ⎞⎛  x  b ⎞ =Mfp ⎛  ⎜ + x ⎟⎜ R + − ⎟ −fp ⎜ − x ⎟⎜ R − + ⎟ ⎝ 2  ⎠⎝  2 4 ⎠ ⎝ 2  ⎠⎝  2 4 ⎠

Sau khi biế biến đổi, đổi, ta có phươ  phươ ng ng trình: Giả Giải phươ  phươ ng ng trình: và tỉtỉ số truyề truyền tươ  tươ ng ng ứng thự thực tế tế: i =

(8.12)

⎛ M x  b 2  ⎞ + ⎟⎟ = 0 fp 4  ⎠ ⎝ 

x2 + 2Rx − ⎜⎜

 b 2 M x x = −R + R  + + 4 fp 2

r  r  = R + x R 

1 2

M ⎛   b  ⎞ 1 + ⎜ ⎟ + x2 ⎝ 2R  ⎠ fpR 

(8.13)

86

Do đó tỉ số truyề truyền của bộ biế biến tốc phụ phụ thu thuộộc vào Mx cần truyề truyền và hệ hệ số ma sát f. Các k ết cấ cấu bộ bộ biế biến tố tốc đảm đảm bả bảo điều kiệ kiện

Mx = const cho phép giả giảm đượ c sự sự không  p

ổn định định của tỉ số truyề truyền. Nói chung, sự sự tr ượ  ượ t xảy ra ở  các bộ bộ biế biến tốc làm hạ hạn chế chế  phạ  phạm vi điều ch c hỉnh cho phép củ của chúng, ngoài ra lự lực và công suấ suất truyề truyền bị giớ  giớ i hạ h ạn theo đặc đặc tính từ từng loạ loại bộ bộ biế biến tố tốc. 4. Truyề Truyền dẫn chuyể chuyển động động phụ phụ trong máy công cụ cụ: Cùng vớ  vớ i chuyể chuyển động động công tác chậ chậm, các cơ  cơ ccấu chấ ch ấ p hành máy cũ cũng cầ c ần đượ c dị d ịch chuyể chuyển nhanh ở các ở  các chuyể chuyển động động phụ phụ. Giả Giải quyế quyết nhiệ nhiệm vụ vụ k ỹ thu thuậật nầ nầy có thể thể bằng nhiề nhiều cách.

H8.7: Truyề Truyền dẫ dẫn chuyể chuyển động động phụ phụ  –  Sử dụng động động cơ  c ơ chung chung cho cả cả 2 loạ lo ại chuyể chuyển động: động: Do phạ phạm vi điều chỉ ch ỉnh quá r ộng (lấ (lấy ví dụ dụ tốc độ nhanh 10m/ph trong khi tố tốc độ công tác khoả khoảng vài mm/ph,  phạ  phạm vi điều chỉ chỉnh đạt đạt đến đến vài ngàn), nên ít dùng (H8.7a).  –  Phân nhánh xích động: động: Sử Sử dụng động động cơ  c ơ chuy chuyểển động động công tác như nhưng theo xích động động bổ b ổ sung. Cách nầ nầy không làm tă tăng phạ phạm vi điều chỉ ch ỉnh như nhưng yêu cầ cầu phả phải có các bộ bộ truyề truyền cho phép thay đổi đổi tự tự động, động, ví dụ dụ các ly hợ  hợ  p điện từ từ và hệ hệ thố thống điều khiểển tươ  khi tươ ng ng ứng (H8.7b).  –  Sử dụng động động cơ  riêng cho chuyể chuyển động động phụ phụ (H8.7c). Ư u và nhượ  nhượ c điểm của cách nầ nầy cũ cũng tươ  tươ ng ng tự tự như như tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p phân nhánh xích động động  –  Có cơ  cơ ccấu đóng mở  mở ttự tác dụ dụng (H8.7d). Ư u điểm là làm đơ n giả giản hệ hệ thố thống 87

điều khiể khiển và làm việ việc tin cậ cậy. Thườ  Thườ ng ng dùng các loạ loại ly hợ  hợ  p siêu việ việt ho h oạt động động dựa trên các khe chêm và tính tự tự hãm. Động Động cơ  c ơ ch chạạy dao công tác làm quay vỏ v ỏ ngoài củ của ly hợ  h ợ  p và truyề truyền chuyể chuyển động động cho bộ bộ phậ phận bên trong dẫ dẫn động động cơ  c ơ ccấu chấ ch ấ p hành qua khe chêm. Khi đóng động động cơ  cơ ch chạạy dao nhanh, các gờ  gờ ly ly hợ  hợ  p đẩy đẩy con lă lăn ra khỏ khỏi không gian chêm và tự tự động động mở ch ở  chạạy dao công tác. Cơ  Cơ ccấu chấ chấ p hành lúc đó chỉ chỉ đượ c dẫn động động bở  bở i động động cơ  cơ ch chạạy dao nhanh.  –  Cơ  cấu hợ  p thành (H8.7e): Cho phép sử sử dụng cả 2 động động cơ  chuyể chuyển động động công tác và chạ chạy dao nhanh mà không cầ c ần đến đến bấ b ất k ỳ 1 hệ h ệ thố thống thay đổi đổi tốc độ nào trong xích động. động.  –  Truyề Truyền dẫn th t hủy lự l ực: Có khả khả năng cung cấ cấ p cả chuyể chuyển động động công tác cùng vớ i chuyể chuyển động động nhanh 1 cách dễ dễ dàng bằ bằng cách điều chỉ chỉnh lưu lượ ng ng dầu vào các  buồ  buồng xy lanh nhờ  nhờ 11 bơ  bơ m phụ phụ có lư lưu lượ  lượ ng ng lớ  lớ n hoặ hoặc dùng hệ hệ thố thống xy lanh vi sai. Các k ết cấu bơ m thể thể tích hiệ hiện nay đảm đảm bảo phạ phạm vi điều chỉ chỉnh r ộng thích hợ  hợ   p cho cả cả chuyể chuyển động động công tác và chuyể chuyển động động nhanh 5. Truyề Truyền dẫn định định vị chính xác: Vai trò củ của hệ thố thống truyề truyền dẫn chuyể chuyển động động chính xác ngày càng tă tăng đồng đồng thờ  thờ i vớ  v ớ i sự s ự phát triể triển củ c ủa các máy điều khiể khiển chươ  ch ươ ng ng trình số số. Mụ Mục tiêu chính củ của loạ loại truyề truyền dẫ dẫn nầ nầy là dị dịch chuyể chuyển cơ  cơ ccấu chấ chấ p hành máy từ vị trí đầu đầu tiên đến đến vị vị trí cuố cuối cùng nào đó vớ  vớ i độ chính xác nhấ nhất định. định.  –  Đánh giá độ chính xác định định vị: đượ c thự thực hiệ hiện dựa trên các tiêu chí về v ề sự không theo vế vết đúng đoạn đườ ng ng mong muố muốn, tính chính xác lặ lặ p lạ lại và độ nhạ nhạy.

• Sai số số định định vị: là độ lệch giữ giữa giá tr ị mong muố muốn và giá tr ị thự thực tế của đoạn đườ ng ng chuyể chuyển động. động. Sai số số định định vị vị bao gồ gồm các thành phầ phần sai số số hệ thố thống và sai số ngẫ ngẫu nhiên • Tính chính xác lặ lặ p lại: đượ c biể biểu thị thị bằng giá tr ị độ lệch tiêu chuẩ chuẩn r  cho bở  bở ii:: n

r =

∑ (P − P ) i =1

2

i

n −1

(8.14)

trong đó : n : số số lần lặ lặ p lạ lại Pi : toạ toạ độ điểm vị vị trí thự thực tế tế cần đạt đạt tớ  tớ i P : toạ toạ độ điểm (giá tr ị trung bình trong loạ loạt n điểm) nhạy: là chuyể chuyển dị dịch nhỏ nhỏ nhấ nhất củ của khâu dẫ dẫn động động (độ (động ng cơ  cơ ) có thể thể • Độ nhạ 88

làm cho khâu chấ chấ p hành hoạ hoạt động động bình thườ  thườ ng. ng.  –  Các phươ  phươ ng ng pháp thự thực hiệ hiện truyề truyền dẫ dẫn định định vị vị chính xác

• Truyề Truyền dẫn điều khiể khiển vòng hở  hở (không (không có liên hệ hệ ngượ  ngượ c): c): đoạn đườ ng ng thự thực hiệ hiện của khâu chấ chấ  p hành đượ c xác định định theo lượ  lượ ng ng chuyể chuyển dịch của khâu dẫ dẫn động động (độ (động ng cơ  cơ ) và các thông số số động động họ học trên xích động. động. Tố Tốc độ chuyể chuyển động động v có ảnh hưở ng ng quan tr ọng đến đến độ chính xác định định vị vị ở cu ở cuốối đoạn đườ ng ng (H8.8).

H8.8: Sai số số trong truyề truyền dẫ dẫn định định vị vị chính xác Tại thờ  thờ i điểm ngừ ngừng chuyể chuyển động động quay, tố tốc độ v hạ hạ thấ thấ p xuố xuống v=0. Vị Vị trí cuố cuối và do đó độ chính xác định định vị v ị phụ phụ thu thuộộc vào độ mòn củ của hệ h ệ thố thống điều khiể khiển và sai số số trên đoạn đườ ng ng thự thực hiệ hiện chế chế độ phanh hãm. v2 J ∆x = v∆T + 2 iM

trong đó:

(8.15)

∆T: sai số số do độ mòn hệ hệ thố thống điều khiể khiển J : momen quán tính củ của hệ hệ dẫn động động quy về về cơ c ơ cấu kéo i : tỉ tỉ số truyề truyền củ của bộ bộ truyề truyền vít me-đ me-đai ốc M: momen hãm trên vít me

Thành phầ phần sai số số định định vị vị ngẫ ngẫu nhiên r ất khó xác định, định, do phầ phần sai số số ngẫ ngẫu nhiên củ của hệ thố thống điều khiể khiển σT và khoả khoảng phân bố bố của giá tr ị momen phanh σM hay lự lực ma sát: ⎛  J  ⎞ ⎟⎟ σx = v σ + v ⎜⎜ 2 i σ ⎝  M  ⎠ 2

2 T

2

4

(8.16)

Tr ườ  ườ ng ng hợ  h ợ  p đặc đặc biệ bi ệt khi sai số số trong hệ hệ thố thống điều khiể khiển bé hơ  hơ n nhiề nhiều so vớ  vớ i sai số số truyề truyền dẫ dẫn, ngh ĩ  ngh ĩ a là σT << v 2

J J , khi đó σx ≈ v 2 2iσ M 2iσ M 89

Điều kiệ kiện giớ  giớ i hạ hạn theo giá tr ị sai số số cho phép :

σx << ∆ , ta có thể thể tìm đượ c giá tr ị giớ  giớ i hạ hạn củ của tố tốc độ cho phép ở  thờ  thờ i điểm dừ dừng v≤

2i∆σ M J

(8.17)

Thườ  Thườ ng ng v ≤ (10 ÷40) mm/ph

• Truyề Truyền dẫn có liên hệ hệ ngượ  ngượ c: c: dựa trên nguyên tắ tắc truyề truyền dẫn theo vế vết, luôn có sự sự kiể kiểm tra mộ một cách liên tụ tục giữ giữa tín hiệ hiệu tác động động khâu dẫ dẫn động động và đoạn đườ ng ng thự thực hiệ hiện, khi có sai lệ lệch phát hiệ hiện nhờ  nhờ các các thiế thiết bị bị đo (cả (cảm biế biến), ngay lậ lậ p tứ tức hệ có sự hiệ hiệu chỉ chỉnh dựa trên các mố mối quan hệ hệ của truyề truyền dẫn có liên hệ hệ ngượ  ngượ c. c. Loạ Loại truyề truyền dẫ dẫn nầ nầy đượ c ứng dụ dụng chủ chủ yếu trong các máy điều khiể khiển chươ  chươ ng ng trình số số. 6.  Nâng cao độ chính xác động động họ học trong truyề truyền dẫ d ẫn: Lượ  Lượ ng ng dị dịch chuyể chuyển tính toán của khâu chấ chấ p hành đượ c đảm đảm bảo bằng các biệ biện pháp nâng cao độ chính xác động động học trong truyề truyền dẫ dẫn như như sau  –  Tránh ảnh hưở  hưở ng ng củ của khe hở  hở phát phát sinh trong các bộ bộ truyề truyền và các mố mối ghép ở các ở các bộ bộ phậ phận di động. động. • Sử dụng các k ết cấ cấu tự tự lựa chọ chọn khe hở  hở trong trong các bộ bộ truyề truyền tr ục vít-bánh vít hay vít- đai ốc (H8.9a, b). • Chị Chịu tả tải theo 1 phía trên toàn bộ bộ chiề chiều dài xích động, động, ví dụ dụ ở các ở các máy cắ cắt ren, máy phay lă lăn...

H8.9: K ết cấ cấu tự tự lựa chọ chọn khe hở  hở   –  Ứ ng ng dụng các cơ  cơ  cấu tự chỉ chỉnh: Các cơ  cơ  cấu tự chỉ chỉnh cho phép hiệ hiệu chỉ chỉnh chuyể chuyển động động củ của cơ  cơ ccấu chấ chấ p hành theo quy luậ luật thay đổi đổi động động họ học đã đượ c ghi tr ướ  ướ c. c. H8.10 là sơ  sơ  đồ tự chỉ chỉnh sai số số vít me trong truyề truyền động động chạ chạy dao củ của máy cắ cắt ren chính xác. Sai số số bướ c vít me đượ c ghi lạ lại ở d ở  dưỡ ng ng 1 theo tỉtỉ lệ phóng đại đại (100:1) và 90

đượ c đọc đọc nhờ  nhờ m mũi dò 2 qua tỉ t ỉ lệ tay đòn (5:1) đến đến cảm biế biến 3 và tín hiệ hiệu tươ ng ng ứng đến đến bộ bộ khuế khuếch đại đại 4 nhậ nhận ở b ở bộ điều chỉ chỉnh 5 điều khiể khiển thay đổi đổi số số vòng quay củ của động động cơ th ơ thủủy lự lực. Loạ Loại cơ  cơ ccấu tự tự chỉ chỉnh nầ nầy có thể thể đạt đạt đượ c lượ  lượ ng ng dị dịch chuyể chuyển tố tối thiể thiểu 5µm vớ i độ chính xác vị vị trí 2,5µm khi sai số số tích lũ lũy bướ  bướ c ren vít me 0,08mm trên chiề chi ều dài 1000mm [6].

H8.10: K ết cấ cấu tự tự chỉ chỉnh sai số số bướ c ren Các cơ  cơ ccấu tự t ự chỉ chỉnh sử s ử dụng chươ  chươ ng ng trình cứ cứng (dưỡ  (dưỡ ng) ng) như như trên đảm đảm bả b ảo làm việ việc tin cậ cậy và đơ n giả giản. Nhượ  Nhượ c điểm chính là độ nhạ nhạy (lượ  (lượ ng ng dị dịch chuyể chuyển hiệ hiệu chỉ chỉnh đượ c  bé nhấ nhất) không cao.  –  Tự động động hiệ hiệu chỉ chỉnh sai số số : Hoạ Hoạt động động dựa trên cơ  cơ  sở  điều khiể khiển tự động. động. H8.11 là sơ  sơ đồ đồ tự động động hiệ hiệu chỉ chỉnh sai số số xích động động trên các máy gia công r ăng. Các cảm biế biến 1 đượ c dùng để đo sai số số động động họ học củ của xích động động và các sai lệ lệch đượ c bù tr ừ  bằ  bằng chuyể chuyển động động quay bổ bổ sung từ từ 1 động động cơ  cơ ph phụụ M2 (H8.11a) hoặ hoặc qua 1 cơ  cơ ccấu hợ  hợ  p thành 3 (H8.11b). Bộ Bộ khuế khuếch đại đại 2 dùng để khuế khuếch đại đại các tín hiệ hiệu sai lệ lệch.

H8.11: Sơ  Sơ đồ đồ tự động động hiệ hiệu chỉ chỉnh sai số số xích động động trên các máy gia công r ăng 91

Chươ  Chươ ng ng 9: Tr ục chính-Ổ chính-Ổ tr ục chính 1. Các yêu cầ cầu chung đối đối vớ  vớ i cụ cụm tr ục chính: Cụm tr ục chính bao gồ gồm tr ục chính và ổ tr ục chính đượ c dùng để truyề truyền chuyể chuyển động động quay chính xác cho dụ dụng cụ cụ cắt hay chi tiế tiết gia công. Đối Đối vớ  vớ i cụ cụm tr ục chính Máy, cầ cần đảm đảm bả bảo các yêu cầ cầu cơ  cơ bbản sau đây  –  Độ chính xác chuyể chuyển động động quay: đượ c đo bằ bằng độ đảo đảo đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính theo phươ  phươ ng ng hướ  hướ ng ng kính và dọ dọc tr ục. Sự Sự sai lệ lệch chuyể chuyển động động quay so vớ  vớ i lý thuyế thuyết là 1 trong nhữ những nguyên nhân chủ chủ yếu gây ra sai số số gia công trên máy  –  Độ cứng vữ v ững củ c ủa cụ c ụm: xác định định theo chuyể chuyển vị v ị đầu đầu tr  t r ướ  ướ c tr ục chính, bao gồm độ cứng vững của bản thân tr ục chính và các ổ tr ục chính. Độ cứng vững theo  phươ   phươ ng ng hướ  hướ ng ng kính và dọ dọc tr ục có ảnh hưở  hưở ng ng lớ  lớ n đến đến độ chính xác gia công.  –  Tính chị chịu rung: Rung động động củ c ủa cụ c ụm tr ục chính ảnh hưở  h ưở ng ng đến đến độ bóng bề bề mặt và hạ hạn chế ch ế chế chế độ gia công cho phép trên máy. Ngoài ra đối đối vớ  v ớ i các máy cao tố t ốc còn có khả khả năng gây ra hiệ hiện tượ  tượ ng ng cọ cọng hưở  hưở ng. ng.  –  Tuổ Tuổi thọ thọ của cụ c ụm tr ục chính, đặc đặc biệ biệt là tuổ tuổi thọ thọ của ổ, tứ t ức là thờ  thờ i gian làm việ việc của ổ đảm đảm bảo độ chính xác quay ban đầu. đầu. Yêu cầ cầu nầy đặc đặc biệ biệt quan tr ọng đối đối vớ i ổ tr ục chính dùng ổ lăn.  –  Giả Giảm thiể thiểu ảnh hưở ng ng của biế biến dạng nhiệ nhiệt. Biế Biến dạng nhiệ nhiệt của cụm tr ục chính có ảnh hưở  h ưở ng ng quan tr ọng đến đến độ chính xác gia công. Các ổ tr ục chính làm việ việc vớ i số số vòng quay cao luôn là nguồ nguồn nhiệ nhiệt lớ  lớ n gầ gần vớ  vớ i miề miền gia công.  –  K ết cấu gá đặt đặt dụng cụ hoặ hoặc phôi. Yêu cầ cầu định định tâm và k ẹ p chặ chặc dụng cụ cắt hay chi tiế tiết gia công mộ một cách chính xác, nhanh chóng, tin cậ cậy. Đối Đối vớ i các máy hiệ hiện đại, đại, khuynh hướ  hướ ng ng tự tự động động hoá gá đặt đặt dụ dụng cụ cụ hay chi tiế tiết đượ c chú tr ọng. Các yêu cầ cầu đa dạ dạng nêu trên có thể thể đượ c đáp ứng bằ bằng cách lự lựa chọ ch ọn thích hợ  hợ  p vậ vật liliệệu, phươ  phươ ng ng pháp nhiệ nhiệt luyệ luyện và k ết cấ cấu tr ục chính cũ cũng như như lựa chọ chọn các kiể kiểu và k ết cấu ổ tr ục chính. 2. Vật liệ liệu và k ết cấ cấu tr ục chính 2.1 Vật liệ liệu : Để lựa chọ chọn vậ vật liệ liệu và phươ  phươ ng ng pháp nhiệ nhiệt luyệ luyện cho tr ục chính, cần că c ăn cứ c ứ vào k ết cấ c ấu và hình dáng tr ục chính cũ cũng như như tính chấ chất cơ  c ơ lý lý củ c ủa vậ v ật liệ li ệu. Thườ  Thườ ng ng chọ chọn vậ vật liệ liệu tr ục chính là gang hay thép. Cần chú ý  –  Gang đượ c chọ chọn đối đối vớ  vớ i tr ục chính r ỗng có đườ ng ng kính lớ  lớ n. n. Chọ Chọn thích 92

hợ  p loạ loại gang có thể thể tăng khả khả năng chị chịu mòn và giả giảm rung cho cụ cụm tr ục chính  –  Thép: Chọ Chọn loạ loại thép bả bảo đảm đảm các biệ biện pháp nhiệ nhiệt luyệ luyện cần thiế thiết tùy thuộộc vào k ết cấ thu cấu (cụ (cụm tr ục chính dùng ổ lăn hay ổ tr ượ  ượ t) t) , điều kiệ kiện làm việ việc (mứ (mức độ chị chịu tả tải lớ  lớ n, n, nhỏ nhỏ)...củ )...của cụ cụm tr ục chính, các yêu cầ cầu về về độ chính xác... 2.2 K ết cấ cấu tr ục chính: quyế quyết định định bở  bở i các yế yếu tố tố  –  Vị trí và số số lượ ng ng chi tiế tiết lắ  p trên tr ục chính. Các bánh r ăng, puly... truyề truyền chuyể chuyển động động quay cho tr ục chính phả phải đượ c định định tâm tin cậ cậy và bố bố trí hợ  hợ  p lý gần vớ  vớ i ổ tr ục. Nói chung số số lượ ng ng chi tiế tiết lắ lắ p trên tr ục chính càng ít càng tố tốt  –  Dung sai lắ lắ p ghép cầ cần thiế thiết: Tùy theo các chế chế độ lắ p ghép để chọ chọn biệ bi ện  pháp công nghệ nghệ cho k ết cấ cấu lắ lắ p ghép  –  Các phươ  phươ ng ng pháp cố cố định định hoặ hoặc di chuyể chuyển chi tiế tiết trên tr ục  –  K ết cấu các loạ loại ổ tr ục và các phươ  phươ ng ng pháp điều chỉ chỉnh hướ ng ng kính, hướ ng ng tr ục.  –  Phươ  Phươ ng ng pháp lắ lắ p ráp và công nghệ ngh ệ nhi nhiệệt luyệ luyện.  –  Phươ  Phươ ng ng pháp k ẹ p chặ chặt dụ d ụng cụ c ụ cắt hoặ ho ặc chi tiế tiết gia công lên tr ục chính. Để có thể thể lắ p đượ c các loạ loại dụ dụng cụ cụ cắt khác nhau, chú ý xử xử dụng các k ết cấ cấu đầu đầu tr ục chính tiêu chuẩ chuẩn (H9.1 a,b,c,d)

H9.1a: K ết cấ cấu đầu đầu tr ục chính máy tiệ tiện, máy tiệ tiện R ơ  ơvônve  vônve

H9.1b: K ết cấ cấu đầu đầu tr ục chính máy phay Để định định tâm tin cậ cậy và nâng cao độ cứng vữ v ững cho cụ cụm tr ục chính, đối đối vớ  v ớ i các mố mối ghép côn thườ  thườ ng ng cầ cần có lự lực kéo sơ  sơ bbộ nhằ nhằm tạ tạo 1 áp lự lực trung bình vào khoả khoảng (15 ÷ 25)kG/cm2 trên bề bề mặt tiế tiế p xúc [6]. 93

Côn Moóc D

H9.1c: K ết cấu đầu tr ục chính máy khoan

d

1:3 D

H9.1d: K ết cấu đầu tr ục chính máy mài

3. Tính toán tr ục chính: Tr ục chính đượ c tính toán theo độ cứng vữ v ững, chỉ chỉ vớ i tr ục chính chị chịu tả t ải tr ọng nặ n ặng mớ  m ớ i cầ c ần tính toán kiể kiểm tra theo độ bền. Ngoài ra ở các ở  các tr ục chính làm việ việc cao tố tốc (n ≥ 3000 vg/ph) phả phải tính toán điều kiệ kiện chị chịu rung.  –  Tính theo độ cứng vữ vững: Mụ Mục đích nhằ nhằm xác định định các giá tr ị độ võng và góc xoay củ của đườ ng ng tâm tr ục chính tạ tại các vị vị trí lắ lắ p bánh r ăng, ổ tr ục và đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính.

+ Phươ  Phươ ng ng pháp tính toán: Do tr ục chính có hình dáng phứ phức tạ p, k ết cấ c ấu ổ tr ục cũ c ũng r ất khác nhau, nên để sử dụng đượ c các công thứ thức tính toán ở lý ở  lý thuyế thuyết sứ s ức  bề  bền vậ vật liệ liệu, cầ cần đơ n giả giản hoá k ết cấ cấu cụ cụm tr ục chính như như là mộ một dầ dầm đặt đặt trên các gố gối tựa tùy theo loạ loại ổ tr ục khác nhau (H9.2a,b,c,d) 1. N 1.  Nếếu 2 gối tr ục là 2 ổ lăn ( H9.2a ), sơ  sơ đồ đồ tính toán quy đổi đổi đượ c coi gần đúng như như 1 dầ dầm đặt đặt trên 2 gố gối tự tựa 2. N 2.  Nếếu ổ tr ục tr ướ  ướ c có 2 hoặ hoặc nhiề nhiều ổ lăn ( H9.2b ), có thể thể coi tr ục bị ngàm tạ tại tiế tiết diệ diện lắ lắ p các ổ tr ục 3. N 3.  Nếếu ổ tr ục tr ướ  ướ c là ổ tr ượ  ượ t ( H9.2c ), tạ tại ổ tr ục tr ướ  ướ c có thêm mộ một momen phả phản M p nhấ nhất định. định. Momen nầ nầy có tr ị số vào khoả khoảng ( 0,3 ÷ 0,35 ) momen uố uốn của đầu đầu tr ục (M p = P⋅ c). 4. N 4.  Nếếu 2 gối đỡ là đỡ  là ổ tr ượ  ượ t thì độ võng đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính có thể thể lấy tr ị số trung bình củ của tr ườ  ườ ng ng hợ  hợ  p H9.2a,b. 94

H9.2: Sơ  Sơ đồ đồ tính toán cụ cụm tr ục chính

+ Các giá tr ị độ võng, góc xoay cho phép đượ c lựa chọ chọn xuấ xuất phát từ từ độ chính xác gia công trên máy. Sai số s ố gia công gây ra bở  bở i độ võng đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính là 1 thành phầ phần của sai số số tổng, có thể thể lấy gầ g ần đúng theo thử thử nghiệ nghiệm khoả khoảng 1/3 độ đảo đảo hướ  hướ ng ng kính cho phép củ của tr ục chính. Thườ  Thườ ng ng trong tính toán, xác định định giá tr ị độ võng, góc xoay cho phép dự dựa trên các công thứ thức sau [ymax] ≤ 0,0002 l

(9.1)

trong đó ymax : độ võng cho phép củ của đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính. l: khoả khoảng cách giữ giữa các ổ tr ục chính. [θmax] = 0,001 rad vớ i

(9.2)

θmax : góc xoay cho phép lớ  lớ n nhấ nhất củ của đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính.

vị trí lắ lắ p ổ tr ục hay vị vị trí lắ lắ p bánh r ăng trên tr ục chính, góc xoay + Tại các vị cũng cầ cần đượ c kiể kiểm tra để đảm đảm bả bảo sự sự phân bố bố áp suấ suất đồng đồng đều đều trên khắ khắ p bề bề mặt làm việ việc.  –  Tính theo độ bền: Xác định định kích thướ  thướ c đườ ng ng kính ngoài củ của tr ục chính theo các điều kiệ kiện bề bền vớ  vớ i công thứ thức Atserkan [3]: 95

d = 2,173

⎡⎛ σ  ⎞ ⎤ [k σ (1 + c1 )M uc ]2 + ⎢⎜⎜ −1 + k τ c 2 ⎟⎟M xc ⎥  ⎠ ⎦ ⎣⎝  σ T (1 − ξ 4 ) σ −1 n

2

[m]

(9.3)

ξ: tỉtỉ số giữ giữa 2 đườ ng ng kính trong và ngoài củ của tr ục, nế nếu tr ục đặc đặc ξ =

d0 =0 d

n: hệ hệ số an toàn suất có thể thể đượ c xác định định chính xác trên cơ  cơ ssở bi ở  biếết rõ r õ đặc đặc tính + nếu ứng suấ cơ lý ơ lý củ của vậ vật liệ liệu thì n = 1,25 ÷ 1,5

+ nếu nhữ những điều kiệ kiện k ỹ thu thuậật trên không chính xác: n = 3 ÷ 4 + tr ị số trung bình thườ  thườ ng ng dùng

n = 1,5 ÷ 3

c1, c2 là các tr ị số phụ phụ thu thuộộc quá trình cắ cắt

+ nếu là tr ục chính máy mài: c1≈ c2 = 0 + vớ i nguyên công tiệ tiện lỗ lỗ và tiệ tiện bằ bằng mũ mũi dao kim cươ  cươ ng ng : c1≈ c2 = (0,05 ÷ 0,1) tiện lỗ lỗ, tiệ tiện tinh, khoan khoét: c1≈ c2 = (0,1 ÷ 0,2) + vớ i nguyên công tiệ

+ ở nguyên ở nguyên công phay c1≈ c2 = (0,25 ÷ 0,3) + ở tr  ở tr ục chính dùng gia công thô c 1≈ c2 = 0,5 σ-1: ứng suấ suất mỏ m ỏi ; σCH: giớ  gi ớ i hạ hạn chả ch ảy, σB: giớ  gi ớ i hạ h ạn bề b ền củ c ủa vậ v ật liệ li ệu tr ục. Có thể thể lấy σ-1 ≈ (0,4 ÷ 0,5) σB hoặ hoặc σ-1 ≈ (0,25 ± 0,06)( σB + σCH)+5 k σ, k T: hệ h ệ số phụ phụ thu thuộộc vào hình dáng, kích thướ  thướ c gây ảnh hưở  h ưở ng ng đến đến ứng suấ suất tr ục. Đối Đối vớ  vớ i tr ục chính máy công cụ cụ k σ ≈ k T = 1,7 ÷2 M uc =

M u max M ; M xc = u max vớ i Mumax: Momen uố uốn lớ  lớ n nhấ nhất. (1 + c1 ) (1 + c1 )

Mxmax: Momen xoắ xoắn lớ  lớ n nhấ nhất. Đối Đối vớ i tr ục chính dài như như tr ục chính máy khoan, máy tổ t ổ hợ  p... cầ cần kiể kiểm tra góc xoắ xoắn khi truyề truyền momen lớ  lớ n nhấ nhất. ϕ=

180 M x ⋅ l 0 [] π J p ⋅ G

(9.4)

trong đó l: chiề chiều dài đoạn chị chịu xoắ xoắn trên tr ục [cm] J p: momen quán tính độc độc cự cực [cm4] G: mođ mođun đàn hồ hồi chố chống xoắ xoắn G = ( 7 ÷ 8 )⋅ 106 N/cm2 đối đối vớ  vớ i thép 96

Góc xoắ xoắn cho phép đượ c lấ l ấy là 10/4 trên 1m chiề chiều dài. Ở máy khoan, [ϕ0] là 10 trên chiề chiều dài bằ bằng (20 ÷ 25)D, D: đườ ng ng kính ngoài tr ục chính máy khoan.   Ngoài ra cũ cũng cần kiể kiểm tra 1 số số mặt cắt nguy hiể hiểm, ví dụ dụ nơ i có rãnh then, then hoa....  –  Tính chị chịu rung: cầ cần tính toán khi tr ục chính làm việ việc vớ  v ớ i các số số vòng quay cao (n ≥ 1500v/ph), mụ mục đích nhằ nhằm xác định định tầ t ần số s ố dao động động riêng củ của tr ục chính và tránh trùng vớ  vớ i tầ tần số số dao động động cưỡ  cưỡ ng ng bứ bức.

+ Điều kiệ kiện để tránh cọ cọng hưở  hưở ng: ng:

ωt ω < 1 hay t > 1 ω ω

(9.5)

trong đó ωt : tố tốc độ góc tớ  tớ i hạ hạn (tố (tốc độ góc có thể thể đưa đưa đến đến điều kiệ kiện cọ cọng hưở  hưở ng) ng) đượ c xác định định gầ gần đúng theo công thứ thức sau: ω t =

g [1/s] y

(9.6)

g: gia tố tốc tr ọng tr ườ  ườ ng ng [cm/s2] y: độ võng lớ  lớ n nhấ nhất củ của tr ục do tr ọng lượ  lượ ng ng bả bản thân và tr ọng lượ  lượ ng ng các chi titiếết lắ lắ p trên tr ục tạ tạo nên [cm] tốc độ góc lớ  lớ n nhấ nhất củ của tr ục chính [1/s] ω : tố Đối Đối vớ i tr ục chính, thườ  thườ ng ng lấy điều kiệ kiện để tránh cọ cọng hưở ng ng

ωt > 1. Đây là điều ω

kiệ kiện phù hợ  hợ  p vớ  vớ i yêu cầ cầu độ võng nhỏ nhỏ cho tr ục chính.  Nế  Nếu lấ lấy g = 981cm/s2, công thứ thức (9.6) có thể thể viế viết lạ lại thành n t =

300 [v/ph] y

(9.7)

Số vòng quay tớ  tớ i hạ hạn nt phả phải lớ  lớ n hơ  hơ n số số vòng quay lớ  lớ n nhấ nhất củ của tr ục chính 10%.

+ Các nguồ nguồn có khả khả năng phát sinh dao động động cho tr ục chính. bằng: trong tr ườ  ườ ng ng hợ  p nầy tần số dao động động • Tr ục chính không cân bằ cưỡ ng ng bứ bức f B đúng bằ bằng số số vòng quay n tính trên 1s hay f B = n (9.8) Đối vớ i cụm tr  t r ục chính dùng ổ lăn, độ cứng thay đổi đổi của ổ có thể thể là • Đối nguồ nguồn dao động. động. Tầ Tần số số dao động động f B bằng số số bi hay số số con lă lăn đi qua phươ  phươ ng ng tác dụ dụng nDz f B = của lự lực trong 1 đơ n vị vị thờ  thờ i gian là 1s (H9.3), (9.9) 2( D + d ) n: số số vòng quay củ của tr ục chính [v/s] D: đườ ng ng kính rãnh lă lăn củ của vòng trong d,z: đườ ng ng kính và số số bi con lă lăn 97

H9.3: Sơ  Sơ đồ đồ tốc độ trong ổ bi Công thứ thức (9.9) nhậ nhận đượ c bằng cách xác định định vận tốc của tâm bi hay tâm con lă l ăn Vo =

VA 1 D = số bi đi qua trong 1 đơ n vị vị thờ  thờ i gian. 2πn và tính số 2 22

• Đối Đối vớ  vớ i mộ một số số máy ví dụ dụ máy mài tròn trong, số số vòng quay tr ục chính có thể thể đạt đạt đến đến 50000v/ph. Khi đó điều kiệ kiện

ωt > 1 khó thự thực hiệ hiện, do vậ vậy phả ph ải chọ chọn ω

ωt < 1 hay f t < f B để tránh cọ cọng hưở  hưở ng. ng. Tuy nhiên cầ cần lư lưu ý khi khở  khở i động động và khi dừ dừng ω

máy, tr ục chính đi qua số số vòng quay tớ  tớ i hạn nên phả phải cân bằ bằng cẩn thậ thận cụm tr ục chính. động xoắ xoắn thườ  thườ ng ng có ảnh hưở ng ng bé hơ  hơ n. n. Như Nhưng đối đối vớ i một số • Dao động máy cắ cắt gọt không liên tụ tục như như máy phay, máy phay lă l ăn...dao động động xoắ xoắn của tr ục chính có thể thể làm cho tr ục chính quay không đều, đều, gây tả tải tr ọng động động phụ phụ... 4. Ổ tr ục chính: Có thể thể sử dụng ổ lăn (bi, con lă lăn) hoặ hoặc ổ tr ượ  ượ t  –  Ổ lăn dùng làm ổ tr ục chính: Cùng vớ  vớ i các yêu cầ cầu thông thườ  thườ ng ng theo các tiêu chuẩ chuẩn về về khả khả năng làm việ việc, ổ lăn dùng làm ổ tr ục chính cầ cần có nhữ những yêu cầ cầu bổ bổ sung theo điều kiệ kiện làm việ việc của cụm tr ục chính và toàn máy. Các yêu cầ c ầu nầy bao gồm độ chính xác chuyể chuyển động động quay cao, độ cứng vững hướ ng ng kính và dọ dọc tr ục lớ n, n, toả toả nhi nhiệệt ít và biế biến dạ dạng nhiệ nhiệt nhỏ nhỏ. Các loạ loại ổ lăn phổ ph ổ biế biến: ổ bi, ổ lăn hình tr ụ, ổ lăn hình côn, ổ chắ chắn, ổ kim...Để kim...Để đảm đảm  bả  bảo tr ục chính chuyể chuyển động động chính xác, ổ lăn dùng làm ổ tr ục chính có cấ cấ p chính xác cao ( 6, 5, 4 và 2 theo TCVN 1484-85), cũ cũng dùng loạ loại có cấ cấ p chính xác thườ  thườ ng ng (0 TCVN 1484-85) như như tr ục chính máy khoan, máy gia công thô. Mộ M ột số số cụm tr ục chính máy bố bố trí các ổ tr ục chính chuyên dùng, khác vớ  vớ i ổ thông thườ  thườ ng ng không chỉ chỉ về cấ p chính xác mà còn về về đặc đặc điểm k ết cấ c ấu vớ  v ớ i mụ mục đích nâng cao độ chính xác, khả khả năng tải và cho phép làm việ việc ở s ở số vòng quay nhanh. Ví dụ dụ ổ đũa đũa tr ụ 2 dãy, có 2 dãy con lă l ăn 98

(đũa) đũa) bố bố trí so le giúp nâng cao khả khả năng tả tải. Số Số lượ ng ng con lă lăn tă tăng, nhờ  nhờ vvậy làm tă tăng độ cứng vữ vững cho ổ, ngoài ra con lă lăn hình tr ụ dễ gia công chính xác nên độ chính xác chuyể chuyển động động quay củ của tr ục chính đối đối vớ  vớ i ổ nầy đạt đạt đến đến vài µm. Vòng trong củ của ổ định định tâm trên tr ục chính bằ bằng bề b ề mặt côn, do đó có thể thể tạo lự l ực căng sơ  s ơ bbộ. Nhờ  Nh ờ nh nhữững ưu điểm nầ nầy, chúng đượ c dùng làm ổ tr ục chính cho các máy khác nhau.

+ Độ chính xác chuyể chuyển động động quay cao củ của cụ c ụm tr ục chính đạt đạt đượ c tr ướ  ướ c tiên nhờ  nhờ vào vào việ việc lự lựa chọ chọn cấ cấ p chính xác chế chế tạo ổ phù hợ  hợ  p. Muố Muốn xác định định cấ cấ p chính xác hợ  hợ  p lý cho ổ, cầ c ần phả phải tính độ đảo đảo hướ  h ướ ng ng kính củ của ổ tr ục xuấ xu ất phát từ từ độ đảo đảo đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính

H9.4a: Sơ  Sơ đồ đồ tính toán độ đảo đảo tr ục chính theo độ đảo đảo ổ Độ đảo đảo hướ ng ng kính củ của ổ tr ục tr ướ  ướ c δA và của ổ tr ục sau δB có quan hệ hệ vớ i độ đảo đảo đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính theo biể biểu thứ thức sau đây (H9.4a) δ − δA δA + δB δ + δ  ⎞ a ⎛  a ⎞ = ⇒ δ = ⎛  ⎜ A B ⎟a + δ A = δ A ⎜1 + ⎟ + δ B a l l ⎝  l ⎠ ⎝  l  ⎠

(9.10)

Giả Giả thiế thiết độ đảo đảo ở 2 ở 2 ổ tr ục là như như nhau, tứ tức là δ A ⎛  ⎜1 + ⎝ 

a ⎞ a δ ⎟ = δB = l  ⎠ l 2

(9.11)

 Nế  Nếu độ đảo đảo hướ  hướ ng ng kính cho phép củ của đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính là ∆ thì mộ một cách gầ gần đúng có thể thể coi độ đảo đảo do tr ục chính gây ra δ=

2 1 phần độ đảo đảo do ổ lăn gây ra là ∆ , hay ∆ , phầ 3 3

∆ . Thay giá tr ị δ vào công thứ thức (9.11) ta tìm đượ c: c: 3 ⎧δ = ∆ ⎪ A a ⎞ ⎪ 6⎛  ⎜1 + ⎟ ⎪ ⎝  l  ⎠ ⎨ ⎪δ = ∆ ⎪ B a 6 ⎪ l ⎩

(9.12)

99

Căn cứ cứ vào δA và δB để chọ chọn cấ cấ p chính xác cho ổ. Khi lắ lắ p ráp cụ cụm tr ục chính, bằ bằng cách hiệ hiệu chỉ chỉnh ổ thích hợ  hợ  p để cho độ đảo đảo các ổ nằm về về 1 phía (H9.4b), độ đảo đảo đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính do ổ gây ra sẽ sẽ đượ c giả giảm bớ  bớ t đáng k ể.

H9.4b: Sơ  Sơ đồ đồ tính toán độ đảo đảo tr ục chính theo độ đảo đảo ổ về 1 phía

+ Lắ p ghép ổ lăn: Chọ Chọn đúng kiể kiểu lắ p ổ có ảnh hưở ng ng lớ n đến đến độ chính xác chuyể chuyển động động quay củ của tr ục chính cũ cũng như như đến đến các chỉ chỉ tiêu khả khả năng làm việ việc củ của cụm tr ục chính. Tă Tăng độ dôi làm tă tăng biế biến dạng rãnh lă lăn như nhưng sai số số do chế chế tạo ổ đượ c làm đều đều hơ  hơ n, n, nhờ  nhờ đđó sau khi khử khử khe hở  hở trong trong ổ tr ục, sai số số ổ đượ c làm đều đều mộ một cách hợ  hợ  p lý nhấ nhất.  Nguyên tắ tắc chung khi lắ lắ p ổ lăn: Nế Nếu số số vòng quay càng nhỏ nhỏ, tả tải tr ọng càng lớ  lớ n, n, vòng trong ổ phả phải đượ c lắ l ắ p càng chặ chặc trên tr ục, tránh tr ườ  ườ ng ng hợ  h ợ  p giữ giữa tr ục và ổ có khe hở  hở . Vòng ngoài đứng đứng yên phả phải lắ p càng lỏ lỏng, nhờ  nhờ  đó khi ổ tr ục bị nóng ổ tr ục đàn hồi đượ c dễ d ễ dàng, ngoài ra tạ tạo điều kiệ ki ện vòng ngoài chuyể chuyển dị d ịch để lần lượ  l ượ t chị ch ịu tả t ải trên khắ khắ p chu vi vòng.

+ Độ cứng vữ vững củ của ổ lăn: phụ phụ thu thuộộc chủ chủ yếu vào loạ loại ổ, kích thướ  thướ c đườ ng ng kính và giá tr ị lực că căng sơ  sơ bbộ. Sai số số do chế chế tạo ổ có ảnh hưở  hưở ng ng lớ  lớ n đến đến độ cứng vữ vững của ổ, ví dụ dụ độ không vuông góc củ của mặ mặt đầu đầu vòng ổ so vớ  vớ i tr ục củ của nó làm hạ hạ thấ thấ p độ cứng vữ vững dọ dọc tr ục đến đến ( 2 ÷ 2,5) lầ lần, các khe hở  hở trong trong ổ càng lớ  lớ n càng giả giảm nhiề nhiều độ cứng vữ vững hướ  hướ ng ng kính cũ cũng như như dọc tr ục. Biệ Biện pháp làm tă tăng độ cứng vững cho ổ: Tạo lực căng sơ  bộ trong ổ không nhữ những làm tă tăng độ cứng vững mà còn nâng cao độ chính xác chuyể chuyển động động quay củ của ổ tr ục chính. Lự Lực căng sơ b ơ  bộ là 1 tả tải tr ọng phụ phụ không đổi đổi Psb đượ c tạo ra trong ổ theo mộ một cách nào đó. Quan hệ hệ giữ giữa tả tải tr ọng và biế biến dạ dạng ổ có thể thể đượ c biể biểu diễ diễn như như sau: đối vớ  vớ i ổ bi) ; δ l = k l P 0,9 (đối đối vớ  vớ i ổ lăn), k  b và k l : hệ hệ số phụ phụ thu thuộộc vào δ b = k  b P 2 / 3 (đối số lượ ng ng và kích thướ  thướ c bi hay con lă lăn, P: tả t ải tr ọng tác dụ dụng lên ổ (H9.5). 100

H9.5: Quan hệ hệ giữ giữa tả tải tr ọng và biế biến dạ dạng ổ Lực că c ăng sơ  s ơ bbộ tạo tr ướ  ướ c biế bi ến dạ d ạng δ0, do đó khi có tả tải tr ọng công tác, phầ phần còn lạ lại của đườ ng ng cong biế biến dạng đượ c dùng đến đến và độ cứng vững của ổ tăng lên. Mặ Mặc dù tuổ tuổi thọ thọ của ổ có bị ảnh hưở ng ng bở i lực tác dụ dụng tổng lên ổ lúc đó là PΣ = P + P sb, như nhưng độ chính xác cụ cụm tr ục chính đạt đạt đượ c cao hơ  hơ n. n. Có nhiề nhiều phươ  phươ ng ng pháp tạ tạo lự lực că căng sơ  sơ bbộ tùy thuộ thuộc loạ loại ổ và k ết cấ cấu ổ.

• Đối Đối vớ i ổ (bi, lă lăn) chắ chắn đỡ và đỡ  và ổ lăn côn, lự lực căng sơ  bộ đượ c tạo ra trong quá trình điều chỉ chỉnh lắ lắ p ráp, không cầ cần phả phải có biệ biện pháp k ết cấ cấu đặc đặc biệ biệt. • Đối Đối vớ  vớ i ổ bi, có các cách (H9.6a,b,c) a. mài mặ mặt đầu đầu vòng trong củ của ổ bi và dùng lự lực că c ăng khử khử khe hở  hở gi giữữa  bi và rãnh lă lăn  b. lắ p 2 vòng đệm đệm có chiề chiều dài khác nhau. c. dùng lò xo, đảm đảm bả bảo lự lực că căng sơ  sơ bbộ theo chiề chiều tr ục không đổi. đổi.

H9.6: Các phươ  phươ ng ng pháp tạ tạo lự lực că căng trong ổ bi đỡ 

+ Tổn thấ thất ma sát trong ổ lăn: có thể thể đánh giá qua lượ  lượ ng ng nhiệ nhiệt toả toả ra trong ổ theo công thứ thức Q = 0,44 × 10-3 Pdnf [kCalo/h]

(9.13)

vớ i P: tả tải tr ọng tác dụ dụng lên ổ [kG] d: đườ ng ng kính ổ [mm] n: số số vòng quay v/ph 101

f: hệ hệ số ma sát, đối đối vớ  vớ i ổ bi và ổ lăn hình tr ụ f = ( 0,002 ÷ 0,003 ) đối đối vớ  vớ i ổ lăn côn và ổ đũa đũa kim f = ( 0,004 ÷ 0,008 )  Nhiệ  Nhiệt toả toả ra trong ổ truyề truyền qua vỏ vỏ hộ  p và tr ục chính. Giả Giải phươ  phươ ng ng trình cân bằ bằng nhiệệt, xác định nhi định đượ c độ tăng nhiệ nhiệt độ ∆θ. Tăng nhiệ nhiệt không đều đều giữ giữa vòng trong và vòng ngoài ổ tr ục chính làm thay đổi đổi độ dôi ban đầu đầu củ của ổ, do vậ vậy vớ  vớ i các ổ tr ục chính cao tố tốc yêu cầ cầu độ chính xác gia công cao, cầ cần làm mát nhân tạ tạo hợ  hợ  p lý  –  Ổ tr ượ  ượ t tr ục chính: Các loạ loại ổ tr ượ  ượ t dạng bạc thông thườ  thườ ng ng trong đó chêm dầu bôi tr ơ  ơn  tạ tạo ra do bố bố trí lệ lệch tâm tr ục chị chịu tả tải so vớ  vớ i ổ, ít khi đượ c dùng làm ổ tr ục chính máy công cụ cụ do nhữ những nguyên nhân sau (H9.7 a,b,c,d)

H9.7: Các đặc đặc điểm làm việ việc củ của loạ loại ổ tr ượ  ượ t dạ dạng bạ bạc thông thườ  thườ ng ng tự điều chỉ chỉnh theo phươ  phươ ng ng dọc tr ục để thích nghi vớ  vớ i + Không cho phép tự đườ ng ng tâm bị bị uốn củ của tr ục chính do chị chịu tả tải, hoặ hoặc do lỗ lỗ hộ p không đồng đồng tâm vớ  vớ i tr ục, dẫn đến đến phát sinh áp lự lực cạnh bên P1 tại mép ổ làm xuấ xuất hiệ hiện ma sát khô gây tă tăng nhiệệt, dính ổ, ngoài ra còn làm cho dầ nhi d ầu bôi tr ơ  ơn  không qua đượ c khe hở  hở ccủa ổ.

+ Không cho phép tự tự điều chỉ chỉnh theo phươ  phươ ng ng chuyể chuyển động động quay (H9.7c,d) do đó khi làm việ việc, tâm tr ục chính dị dịch chuyể chuyển tươ ng ng đối đối so vớ  vớ i tâm ổ, lượ ng ng dịch chuyể chuyển phụ phụ thu thuộộc vào tả tải tr ọng và dạ dạng ma sát • Ở dạng ma sát hỗ hỗn hợ  hợ  p (nử (nửa khô hoặ hoặc nử nửa ướ t), t), tr ục tiế tiế p xúc vớ  vớ i ổ về 102

 phía ngượ  ngượ c chiề chiều quay (H9.7c), còn ở d ở  dạng ma sát ướ t,t, tr ục dị d ịch chuyể chuyển về về phía cùng chiề chiều quay (H 9.7d). Vì vậ v ậy khi chuyể chuyển tiế ti ế p từ t ừ tr ạng thái ma sát hỗ hỗn hợ  h ợ  p sang ma sát ướ t (khở  (khở i động động tr ục chính hay khi dừ dừng), tr ục chính chuyể chuyển dị dịch vị vị trí và ở tr  ở tr ạng thái không ổn định. định. cả khi ở d ở  dạng ma sát ướ t,t, mặ mặc dù hướ  hướ ng ng dị dịch chuyể chuyển không đổi, đổi, •  Ngay cả như nhưng giá tr ị dịch chuyể chuyển phụ phụ thu thuộộc vào tả tải tr ọng tác dụ dụng lên tr ục chính. Vị Vị trí tâm tr ục chính thay đổi đổi dẫ dẫn đến đến độ nhấ nhấ p nhô trên bề bề mặt chi tiế tiết gia công. Các k ết cấu ổ tr ượ  ượ t thủ thủy động động có thể thể đáp ứng đượ c yêu cầ cầu làm việ việc đối đối vớ i tr ục chính máy công cụ cụ (H9.8a,b,c)

H9.8: Các k ết cấ cấu ổ tr ượ  ượ t tr ục chính bôi tr ơ  ơn  thủ thủy động động

• H9.8a: Bề Bề mặt trong củ của bạ bạc ôm lấ lấy tr ục chính ở 3 ở  3 vị vị trí, bề bề mặt ngoài có độ côn bé. Khi điều chỉ ch ỉnh bạ b ạc, 3 khe hở  hở hình hình chêm đượ c tạ t ạo ra đối đối xứ x ứng, nhờ  nhờ vvậy lực thủ th ủy động động tác dụ dụng lên tr ục chính theo 3 phươ  phươ ng ng khác nhau và giữ giữ tâm tr ục chính ở v ở  vị trí cố cố định. định. Tuy vậ vậy k ết cấ c ấu nầ n ầy không cho phép tự tự điều chỉ chỉnh theo phươ  phươ ng ng dọc tr ục • H9.8b: Ổ tr ục chính gồ gồm 3 hay 5 miế mi ếng đệm đệm tự t ự điều chỉ chỉnh, trên mỗ mỗi miế miếng đệm đệm đều đều có chố chốt tự t ự lựa hình cầ cầu. Loạ Loại nầ n ầy bả bảo đảm đảm tâm tr ục chính ổn định định khi làm việ việc như nhưng không khử khử đượ c hoàn toàn áp lự lực cạ cạnh bên cũ cũng như như có độ cứng vữ vững hướ ng ng kính thấ thấ p do k ết cấ cấu gồ gồm nhiề nhiều miế miếng đệm đệm r ờ  ờ i.i. 103

• H9.8c: K ết cấu tươ ng ng đối đối hoàn thiệ thiện nhấ nhất là loạ loại ổ H9.8c. Các mả mảnh tựa 1 của ổ liên k ết vớ  vớ i thành 3 nhờ  nhờ phi phiếến mỏ mỏng đàn hồ hồi 2 cho phép tự tự điều chỉ chỉnh các mảnh theo phươ  phươ ng ng chuyể chuyển động động quay cũ cũng như như dọc tr ục. Điều chỉ chỉnh khe hở  hở  đườ ng ng kính trong ổ bằng cách thay đổi đổi bề bề r ộng các miế miếng đệm đệm 4. Độ cứng vữ v ững hướ  h ướ ng ng kính của loạ loại ổ nầy cao hơ  hơ n do ổ là 1 khố khối thố thống nhấ nhất + Vật liliệệu ổ tr ượ  ượ t tr ục chính: Đối Đối vớ i các loạ loại ổ thủ thủy động động cần thỏ thỏa mãn yêu cầ cầu cao nhấ nhất về v ề tính chị chịu mòn bở  bở i vì trong giai đoạn khở  kh ở i động động và dừ dừng củ c ủa tr ục chính xả xảy ra chế chế độ ma sát hỗ hỗn hợ  p tức thờ  thờ i.i. Các miế miếng đệm đệm trong ổ nhi nhiềều chêm thườ  thườ ng ng chế chế tạo vớ i 2 kim loạ loại: lớ  p đồng đồng thanh đượ c tráng lên lớ  lớ  p cốt thép bằ bằng  phươ   phươ ng ng pháp đúc ly tâm có kèm theo gia nhiệ nhi ệt nhằ nhằm đảm đảm bảo cấu trúc đặc đặc và đồng đồng chấ chất. Để tăng khả khả năng chị chịu tải cho các miế miếng chêm và giả giảm bớ t tổn thấ thất ma sát, bề bề mặt làm việ việc củ của các miế miếng đệm đệm cầ cần đảm đảm bả bảo độ bóng ∇9 ÷∇10, cổ cổ tr ục chính ∇11 ÷∇12. Bề mặt tiế tiế p xúc củ của chỏ chỏm cầ cầu và miế miếng đệm đệm phả phải đượ c nghiề nghiền, chố chốt phả phải đượ c tôi.

+ Tính toán ổ tr ượ  ượ t tr ục chính nhiề nhiều chêm: Cầ Cần đảm đảm bả b ảo sao cho khi tr ục chính chuyể chuyển động động có thể thể tạo ra lớ  lớ  p ma sát ướ t trong ổ tr ục, để giữ giữa cổ cổ tr ục và ổ không tr ực titiếế p tiế tiế  p xúc nhau ( đượ c ngă ngăn cách bở  bở i lớ  p dầu bôi tr ơ  ơn  ). Khi thoả thoả mãn điều kiệ kiện nầ nầy, ổ tr ượ  ượ t làm việ việc lâu dài vì chỉ chỉ xảy ra mòn tứ tức thờ  thờ i ở ch ở chếế độ chuyể chuyển tiế tiế p (khở  (khở i động, động, dừ dừng, đảo đảo chiề chiều...)

• Chọ Chọn các thông số số k ết cấ cấu ổ: phụ phụ thu thuộộc vào đườ ng ng kính cổ cổ tr ục chính tính theo độ cứng vữ vững. Chiề Chiều r ộng L và chiề chiều dài cung ôm B lấ lấy theo kinh nghiệ nghiệm như như sau [6]: D ⎫ 2 ⎪⎪ ⎬ 3D ⎪ L= ⎪ 4⎭ B≈

(9.14)

Giá tr ị khe hở  hở đườ  đườ ng ng kính ∆ trong ổ có thể thể lấy

∆ = 3D [µm]

(9.15)

trong đó D: đườ ng ng kính cổ cổ tr ục chính [cm]

• Khả Khả năng tả tải: Đối Đối vớ  vớ i ổ nhi nhiềều chêm, mỗ mỗi miế miếng đệm đệm có thể thể thay bằ bằng 1 gối tựa phẳ phẳng. Khi tr ục chính quay vớ  vớ i số vòng quay n [v/ph], trên mỗ mỗi đệm đệm phát sinh lự lực hợ  hợ  p thành 104

P0 = 10 −2 µn

trong đó

cL =

DB 2 L c ∆2 L

(9.16)

1,25 ; µ: độ nhớ  nhớ t động động lự lực [cP] B2 1+ 2 L

Thay giá tr ị B, L theo công thứ thức (9.14), và giả giả thiế thiết sử dụng loạ loại dầu khoáng chấ chất thông dụ dụng cho ổ tr ục chính các loạ loại máy chính xác có độ nhớ  nhớ t động động ở  50 0C vào khoả khoảng ν = (4 ÷ 5) cSt, độ nhớ  nhớ t động động lự lực µ = 4 cP, công thứ thức (9.16) tr ở thành ở thành P0 = 0,045 nD2

(9.17)

Lực nầy tạo ra trên mỗ mỗi đệm đệm và cân bằ bằng lẫn nhau, giữ giữ tr ục chính ở v ở  vị trí trung tâm. Khi có tác dụ dụng của tải tr ọng, tr ục chính dị dịch chuyể chuyển 1 đoạn lệch tâm e nào đó. Đối Đối vớ i loạ loại ổ 3 miế miếng đệm, đệm, giữ giữa ngoạ ngoại lự lực và giá tr ị dịch chuyể chuyển nầ nầy có mố mối quan hệ hệ ⎡ 1 1 ⎤ − = P0 f  p (ε ) P = P0 ⎢ 2 2⎥ ( ) ( ) − ε + ε 1 0 , 5 1 ⎣ ⎦

trong đó ε =

(9.18)

2e : độ lệch tâm tươ  tươ ng ng đối đối ( 0 ≤ ε ≤ 1) ∆

∆  Nế  Nếu lấ lấy giá tr ị độ lệch tâm tươ  tươ ng ng đối đối cho phép ε = 0,3 ứng vớ  vớ i hmin = , ta nhậ nhận đượ c 3

công thứ thức tính khả khả năng tả tải tươ  tươ ng ng ứng P = 0,8P0 = 0,036 nD 2

(9.19)

vững củ của ổ thủ thủy động động nhiề nhiều chêm: Không chỉ chỉ phụ phụ thu thuộộc vào • Độ cứng vữ độ cứng vữ vững lớ  lớ  p dầ dầu bôi tr ơ  ơn  mà còn phụ phụ thu thuộộc vào độ cứng các thành phầ phần liên k ết. Độ cứng tổ tổng củ của ổ thủ thủy động động nhiề nhiều chêm 1 1 1 = +  jô  jd  jtp

(9.20)

trong đó jd : độ cứng lớ  lớ  p dầ dầu bôi tr ơ  ơ n  jtp: độ cứng các thành phầ phần k ết cấ cấu ổ Độ cứng củ của lớ  lớ  p dầ dầu bôi tr ơ  ơ n P ⎡ 0,5 P0 1 dP 1 ⎤ = =4 0 ⎢ − = 4 f  (ε )  jd de ∆ ⎣ (1 − 0,5ε )3 (1 + ε )3 ⎥⎦ ∆  p

(9.21)

Khi tr ục chính ở v ở vị trí tâm ổ (ε = 0), giá tr ị độ cứng nhậ nhận đượ c: c:  jd = 6

P0 ∆

(9.22) 105

Thay P0 và ∆ ở các ở các công thứ thức (9.17, 9.15), ta có  jd = 0,09nD [kG/µm]

(9.23)

vớ i n: số số vòng quay [v/ph]; D: đườ ng ng kính cổ cổ tr ục chính [cm] Công thứ thức (9.23) chứ chứng tỏ t ỏ khi số số vòng quay n đủ lớ n, n, độ cứng lớ  p dầ d ầu bôi tr ơ  ơn  đạt đạt đượ c r ất cao. Trong khi đó, độ cứng củ của các thành phầ phần k ết cấ cấu liên k ết có giá tr ị thấ thấ p hơ n nhiề nhiều, ví dụ dụ theo thự thực nghiệ nghiệm, độ cứng của đế tựa hình cầ cầu loạ loại ổ H9.8b không vượ t quá (25 ÷ 35)kG/µm [6]. Độ cứng của liên k ết chỏ chỏm cầu có thể thể đượ c tính toán gần đúng theo công thứ thức:  jc = 12dc [kG/µm]

(9.24)

trong đó dc : đườ ng ng kính củ của chố chốt cầ cầu [cm], thườ  thườ ng ng dc = (1,5 ÷ 3 )cm. th ất ma sát trong ổ nhi nhiềều chêm: Có thể thể đượ c xác định định trên cơ  cơ ssở  • Tổn thấ tính toán gầ gần đúng lự lực ma sát trên mỗ mỗi đệm đệm T=

µvBL ∆

(9.25)

Tổn thấ thất công suấ suất do ma sát trong ổ đượ c xác định định gầ gần đúng theo công thứ thức  NT = 7,5 ⋅ 10-10µn2D3z [kW]

(9.26)

trong đó µ: độ nhớ  nhớ t động động lự lực ; z: số số buồ buồng (chêm dầ dầu) trong ổ. Độ tăng nhiệ nhiệt độ trong ổ khi giả giả thiế thiết toàn bộ bộ nhi nhiệệt tạo ra đượ c lấy đi bở i dầu, tính theo công thứ thức: ∆t =

860 N T cγQ

(9.27)

vớ i γ: khố khối lượ  lượ ng ng riêng củ của dầ dầu [kG/l] ; c: tỉ tỉ nhi nhiệệt dầ dầu [kCalo/kG0C] Q: lư lưu lượ  lượ ng ng dầ dầu đi qua ổ [l/giờ  [l/giờ ]  –  Ổ tr ượ  ượ t thủ th ủy t ĩ   ĩ nh: nh: So vớ  vớ i ổ tr ượ  ượ t thủ th ủy động động hoặ hoặc ổ lăn, ổ tr ượ  ượ t thủ th ủy t ĩ   ĩ nh nh có các đặc đặc điểm:

+ Dầu có áp suấ suất nhấ nhất định định đượ c dẫn vào ổ tr ục và cân bằ bằng vớ i tả t ải tr ọng tác dụ dụng lên ổ tr ục, do đó giữ giữa lót ổ và cổ cổ tr ục luôn có mộ một lớ  lớ  p dầ dầu ngă ngăn cách. + Khả Khả năng tả tải củ của ổ phụ phụ thu thuộộc vào áp suấ suất dầ dầu cung cấ cấ p + Chấ Chất lượ ng ng công tác củ của cụm tr ục chính không phụ phụ thu thuộộc vào số số vòng quay cấ p còn đảm đảm nhiệ nhiệm cả cả chứ chức nă năng làm nguộ nguội ổ tr ục + Dầu cung cấ 106

Tuy phả phải cầ cần 1 hệ h ệ thố thống dầ dầu riêng kèm theo máy làm giá thành máy tă t ăng cao, như nhưng vớ i các đặc đặc điểm trên, ổ tr ượ  ượ t thủ thủy t ĩ   ĩ nh nh vẫn đượ c ưa chuộ chuộng dùng cho các loạ loại máy công cụ cụ có tả tải tr ọng lớ  lớ n làm việ việc vớ  vớ i số số vòng quay thấ thấ p, mộ một số số loạ loại máy mài... (H9.9) 5 7

4 8 6

6

9 3 12 1

2

1: Bơ m nạ p 2: Lọc thô 3: Lọc tinh 4: Van 1 chiều 5: Lọc tinh 6: Tiết lưu

7: Áp k ế 8: Ắc quy dầu ơ le áp lực 9: R ơ  10 10: Bơ m xả 11: Bộ tản nhiệt 11 12: Van tràn H9.9: Hệ thống dầu dùng cho ổ tr ượ  ượ t thủy t ĩ   ĩ nh nh

 Ngoài ổ tr ượ  ượ t thủ thủy t ĩ   ĩ nh, nh, loạ loại ổ sử dụng bôi tr ơ  ơ n bằng khí cũ cũng đượ c ứng dụng cho nhữ những loạ loại tr ục chính chị chịu tải tr ọng nhỏ nhỏ như nhưng làm việ việc vớ i số vòng quay cao. Loạ Loại nầy có ưu điểm là do ma sát củ c ủa không khí nhỏ nhỏ nên lượ  lượ ng ng nhiệ nhiệt sả s ản ra nhỏ nhỏ, dẫ d ẫn nhiệ nhiệt cũng dễ dễ dàng. Độ chính xác chuyể chuyển động động quay có thể thể đạt đạt đượ c đến đến hàng µm 5. Trình tự tự thiế thiết k ế cụm tr ục chính:  –  Xác định định chiề chiều dài đoạn tr ục từ từ ổ tr ướ  ướ c tr ục chính đến đến đầu đầu mút dự dựa trên loạ loại máy và phươ  phươ ng ng pháp k ẹ p chặ chặt dụ dụng cụ cụ lên tr ục chính  –  Chọ Chọn loạ loại ổ và sơ  sơ bbộ bố trí khoả khoảng cách giữ giữa các ổ  –  Xác định định đườ ng ng kính tr ục chính (đ (đoạn cổ tr ục, các đoạn nhị nhị p   p và đoạn cuố cuối về phía đầu đầu mút)  –  Tính toán ổ tr ục chính : Khả Khả năng tả tải, độ cứng vữ vững và nhiệ nhiệt độ công tác.  –  Tối ưu hoá khoả khoảng cách giữ giữa các ổ tr ục. Cơ  C ơ ssở c ở  của việ vi ệc chọ ch ọn khoả khoảng cách gối tr ục hợ  hợ  p lý đượ c trình bày như như sau Dướ i tác dụ dụng củ của tả tải tr ọng P, đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính bị bị võng 1 đoạn y. Độ võng nầ nầy do cọng tác dụ dụng củ của bả bản thân tr ục và củ của ổ gây ra y = yổ + ytr ục = y1 + y2

+ Để có thể thể tính toán đượ c yổ , giả giả thiế thiết tr ục tuyệ tuyệt đối đối cứ cứng vữ vững. Khi đó yổ đượ c xác định định theo công thứ thức 107

a ⎞ a yổ = y1 = δ A ⎛  ⎜1 + ⎟ + δ B  b ⎝   b ⎠

(9.28)

trong đó δA, δB: biế biến dạ dạng củ của ổ tr ướ  ướ c và ổ sau tươ  tươ ng ng ứng  Nế  Nếu gọi λ =

 b biể biểu thị thị tỉ số chiề chiều dài củ của đoạn dầm, thì phả phản lực trên ổ tr ục tính a

như như sau ⎧P = P (λ + 1) ⎪⎪ A λ ⎨ ⎪PB = P ⎪⎩ λ

(9.29)

và biế biến dạ dạng củ của các ổ ⎧δ = P(λ + 1) ⎪⎪ A λ j A ⎨ ⎪PB = P ⎪⎩ λ jB

(9.30)

vớ i jA, jB : độ cứng ổ tr ướ  ướ c và ổ sau, tươ  tươ ng ng ứng. Khi đó P (λ + 1)2 P 1 y ô = y1 = +  j A λ2  j B λ2

(9.31)

Giả sử ổ tuy tuyệệt đối đối cứng vững, độ võng đầu đầu tr ục do bả bản thân tr ục gây + Giả ra đượ c xác định định theo các công thứ thức Sứ Sức bề bền vậ vật liệ liệu y tr  = y 2 =

J  ⎞ Pa 2 l Pa 3 P ⎛  + = ⎜⎜1 + λ 2 ⎟⎟ 3EJ1 3EJ 2  j0 ⎝  J 1  ⎠

(9.32)

trong đó  j0 =

3EJ 2 : độ cứng củ của đoạn dầ dầm công xôn đầu đầu tr ướ  ướ c tr ục chính a3

Độ võng tổ tổng ⎡ (λ + 1)2 J  ⎞ 1 ⎤ P ⎛  y = yổ + ytr  = y1 + y2 = P ⎢ 2 + 2 ⎥ + ⎜⎜1 + λ 2 ⎟⎟ J1  ⎠ λ  jB ⎦  j0 ⎝  ⎢⎣ λ  j A ⎡ (λ + 1)2 J  ⎞⎤ 1 1 ⎛  = P⎢ 2 + 2 + ⎜⎜1 + λ 2 ⎟⎟⎥ J1  ⎠⎦ λ  jB  j0 ⎝  ⎣ λ  jA

vớ i j =

(9.33)

P 1 y và c = = , ta suy ra độ biế biến dạ dạng tổ tổng y  j P J 2  ⎞ 1 (λ + 1)2 1 1 1 ⎛  ⎜ ⎟ + + + λ c= = 2 1 ⎜  j J1  ⎠⎟ λ  jA  jB λ2  j0 ⎝ 

(9.34) 108

Ta có

d 2c > 0 nên (9.34) có giá tr ị cực tiể tiểu dλ2

H9.10: Sơ  Sơ đồ đồ tính toán khoả khoảng cách gố gối tr ục hợ  hợ  p lý Biế Biến dạ dạng tổ tổng phụ phụ thu thuộộc vào λ và có tr ị số bé nhấ nhất khi đượ c: c:

dc = 0. Từ Từ điều kiệ kiện nầ nầy tìm dλ

⎛  1 1  ⎞ 1 J2 3 1 λ − 2λ − 2⎜⎜ + ⎟⎟ = 0  j0 J1  jA ⎝  j A  jB  ⎠

(9.35)

Giả Giải phươ  phươ ng ng trình bậ bậc 3 (9.35) nhậ nhận đượ c tr ị số λ tối ưu phụ phụ thu thuộộc vào độ cứng vữ vững của tr ục chính và ổ tr ục chính (H9.10) vững tươ  tươ ng ng đối đối tố tốt, có thể thể tăng khoả khoảng cách b. • Khi tr ục có độ cứng vữ

•  Nế  Nếu b > btối ưu , cầ c ần tă t ăng độ cứng vữ v ững cho tr ục và nế nếu b < btối ưu cần tăng độ cứng vữ vững cho ổ  –  Kiể Kiểm tra độ cứng vữ vững tr ục chính để đảm đảm bả bảo sự sự làm việ việc bình thườ  thườ ng ng cho cụm tr ục chính.

H9.11: K ết cấ cấu cụ cụm tr ục chính máy tiệ tiện 109

Chươ  Chươ ng ng 10: Hệ Hệ thố thống điều khiể khiển cơ  cơ khí khí và cơ  cơ ccấu an toàn trên máy công cụ cụ 1. Chứ Chức nă năng và yêu cầ cầu củ của hệ hệ thố thống điều khiể khiển máy công cụ cụ  –  Chứ Chức nă năng: Điều khiể khiển máy và cơ  cơ ccấu máy thự thực hiệ hiện việ việc biế biến đổi đổi tố tốc độ, độ, đóng mở độ ở  động ng cơ , đóng ngắ ngắt đườ ng ng truyề truyền, tháo k ẹ p phôi, các loạ loại đồ gá, khoá hãm hoặ hoặc tháo mở  mở ccơ c ơ cấu hoặ hoặc bộ bộ phậ phận máy, đóng ngắ ngắt hệ hệ thố thống bôi tr ơ  ơn, n  , làm nguộ nguội...  –  Yêu cầ cầu:

+ An toàn cho máy cũ cũng như như cho ngườ  ngườ i sử sử dụng. khiển, bả bảo đảm đảm tác dụ dụng nhanh, chính xác và tin cậ cậy. + Dễ điều khiể  –  Phân loạ loại khiển bằng tay. Có thể thể dùng nhiề nhiều tay gạ gạt bố trí phân tán hoặ hoặc một tay + Điều khiể gạt bố b ố trí tậ tậ p trung. Loạ Loại bố trí tậ tậ p trung thườ  thườ ng ng dùng vớ  vớ i cam đĩ a, a, cam thùng và khi chuyể chuyển từ từ số vòng quay nầ nầy sang số số vòng quay khác nhấ nhất thiế thiết phả phải qua số số vòng quay trung gian (tác dụ dụng tuầ tuần tự tự). Cũ Cũng còn sử sử dụng các loạ loại đĩ a lỗ lỗ, khi đó việ việc chuyể chuyển đổi đổi tốc độ không phả phải qua tố tốc độ trung gian (tác dụ dụng lựa chọ chọn). Bên cạ cạnh tay gạ gạt còn dùng nút ấn, mộ một số số máy còn thiế thiết k ế các hệ hệ thố thống điều khiể khiển cho phép chọ chọn tr ướ  ướ c tố tốc độ, độ, ngh ĩ  ngh ĩ a là trong lúc máy đang làm việ việc ở s ở  số vòng quay nào đó, ngườ  ngườ i sử dụng tiế tiến hành chọ chọn số số vòng quay tiế tiế p theo và khi k ết thúc nguyên công tr ướ  ướ c chỉ chỉ cần đóng máy chuyể chuyển đổi đổi số số vòng quay mà không cầ cần phả phải dừ dừng máy. khiển tự tự động động + Điều khiể hệ ngượ  ngượ c • Không có liên hệ

• Có liên hệ hệ ngượ  ngượ c 2. Tính toán thiế thiết k ế hệ thố thống điều khiể khiển cơ  cơ khí khí (bằ (bằng tay) Cần tính chọ chọn 3 loạ loại cơ  cơ ccấu  –  Cơ c ơ  cấu chấ chấ p hành: là loạ loại cơ c ơ  cấu cuố cuối của hệ thố thống điều khiể khiển có liên hệ hệ tr ực titiếế p vớ i các chi tiế tiết đượ c điều khiể khiển như như các bánh r ăng di tr ượ  ượ t,t, ly hợ  hợ  p...., ví dụ dụ các miế miếng gạ gạt, con lă lăn, vòng gạ gạt, ngàm gạ gạt...Miế t...Miếng gạ gạt và con lă lăn đã đượ c tiêu chuẩ chuẩn hoá.  –  Cơ c ơ  cấu trung gian: cầ cầu nối giữ giữa cơ c ơ  cấu điều khiể khiển và cơ  cơ ccấu chấ chấ p hành. Gồ Gồm các loạ loại cam: cam thùng, cam đĩ a, a, đĩ a lỗ..., các loạ loại càng gạ gạt(càng gạ gạt quay, càng gạ gạt tr ượ  ượ t...)và t...)và 1 số số loạ loại khác như như bánh r ăng-thanh r ăng, tr ục vít có bướ  bướ c lớ  lớ n... n...  –  Cơ c ơ cấu điều khiể khiển: là cơ  cơ ccấu tr ực tiế tiế p nhậ nhận sự sự điều khiể khiển từ từ tay ngườ  ngườ i sử sử dụng. Thườ  Thườ ng ng dùng các loạ loại tay gạ gạt, vô lă lăng. Việ Việc tính toán ở đ ở  đây chủ chủ yếu là tính chiề chiều dài cánh tay đòn củ của tay gạ gạt hoặ hoặc bán kính vô lă lăng, góc quay tay gạ gạt.. 110

Các bướ  bướ c tính toán cụ cụ thể thể: 1. Xác định định hành trình gạ gạt

+ Vớ i bánh r ăng 2 bậ bậc (H10.1a): Hành trình gạ gạt: Gạ Gạt qua trái L = B + f  Gạt qua phả phải L1 = B1 + f 1 B: chiề chiều r ộng bánh r ăng, f: khe hở  hở an an toàn giữ giữa 2 bánh r ăng. Nói chung L≠L1, như nhưng cũng có thể thể L = L1

+ Vớ i bánh r ăng 3 bậ bậc (H10.1b): Tính toán tươ  tươ ng ng tự tự. f  ×

B ×

c

B f 

B1 a

B+B2+2f 

L R 

B1

B2

2α

B1+B2+2f 

L1

R 

L2 α1

α2

O

H10.1a

H10.1b H10.1a,b: Xác định hành trình g ạt

+ Đối Đối vớ  vớ i bánh r ăng 4 bậ bậc: Thườ  Thườ ng ng chia làm 2 khố khối bánh r ăng 2 bậ bậc. 2. Tính toán cơ  cơ ccấu trung gian gạt có tâm quay O. Có 2 loạ loại + Càng gạ bậc không có vị vị trí trung gian (H10.1a) • Gạt bánh r ăng 2 bậ

• Gạt bánh r ăng 2 bậ bậc có vị vị trí trung gian và loạ loại bánh r ăng 3 bậ bậc có 3 vị vị trí gạ gạt: Trái, Giữ Giữa, Phả Phải (H10.1b) Biế Biết L, L1, L2, ta chọ chọn R và α, α1, α2 tùy thuộ thuộc vào không gian bố bố trí điểm O. Cầ Cần chú ý khoả khoảng cách 'a' sao cho tạ tại các vị vị trí gạ gạt, miế miếng gạt (hoặ (hoặc con lă lăn, ngàm gạ gạt...) không r ờ  ời  khỏ khỏi rãnh củ của bánh r ăng di tr ượ  ượ t.t. loại cam gạ gạt: Thườ  Thườ ng ng dùng cam đĩ a, a, cam thùng. + Các loạ 111

L

L1 L2

Tr ục tr ượ  ượ t

O

x

x R 1

O1

R 2

 b. Hệ thống điều khiển vớ i cam thùng

a. Hệ thống điều khiển vớ i cam đĩ a H10.2: Hệ thống điều khiển dùng cam

• Đối Đối vớ  vớ i cam đĩ a(H10.2): a(H10.2): Lượ  Lượ ng ng nâng củ của cam: x = R 1 - R 2 Ta có:

LL L x = ⇒x= 2 L1 L 2 L1

(10.1)

Tùy theo không gian củ của hộ hộ p mà bố bố trí tâm O. Khi biế biết hành trình L và chọ chọn các cánh tay đòn L1, L2 ta xác định định đượ c độ nâng củ của cam cũ cũng như như góc quay cầ cần thiế thiết củ của cam để đạt đạt độ nâng

• Đối Đối vớ i cam thùng: Lượ ng ng nâng củ của cam: x = L. Như Như vậy lượ  l ượ ng ng nâng của cam đúng bằ bằng hành trình gạ gạt. Dùng cam đĩ a cứng vững hơ n cam thùng, chiề chiều dày cam mỏ mỏng, có thể thể đặt đặt các rãnh điều khiể khiển ở c ở cả 2 mặ mặt đĩ a do đó k ết cấ cấu gọ gọn hơ  hơ n. n.

+ Dùng đĩ a có lỗ lỗ và các cơ  cơ ccấu khác: Đĩ a lỗ cho phép thay đổi đổi tốc độ không cần qua các tố tốc độ trung gian nên r ất thườ  thườ ng ng gặ gặ p đối đối vớ  vớ i các máy có hộ hộ p chạ chạy dao vớ  vớ i chuỗ chuỗi lượ ng ng chạ chạy dao tuân theo cấ cấ p số nhân. Loạ Loại nầy có độ tin cậ cậy công tác không  bằ  bằng loạ loại cam đĩ a như nh ưng sử s ử dụng thuậ thuận lợ  l ợ i hơ  hơ n nhiề nhiều. Thườ  Thườ ng ng khi sử sử dụng phả phải nhắ nh ắ p động động cơ  cơ đđiện (H10.3). 1' và 2' là các đĩ a có lỗ lỗ đặt đặt song song. Mặ Mặt đĩ a có khoan thủ thủng các lỗ lỗ trên các vòng tròn đồng đồng tâm.  Nguyên lý làm việ việc: Kéo đĩ a r ờ  ời  khỏ khỏi chố chốt 1 và 2, quay đĩ a 1 góc cầ cần gạ gạt. Sau đó đẩy đẩy đĩ a vào, tùy theo trên mặ mặt đĩ a có lỗ lỗ hoặ hoặc không có lỗ lỗ sẽ đẩy đẩy các chố chốt 1 hoặ hoặc 2 làm quay bánh r ăng 3. Bánh r ăng có thể thể lắ p tr ực tiế tiế p ăn khớ  khớ  p vớ  vớ i thanh r ăng 5 hoặ hoặc thông 112

qua bánh r ăng 4 làm thanh r ăng 5 tịtịnh tiế tiến. Trên thanh r ăng 5 có gắ gắn càng gạ gạt gạ gạt khố khối  bánh r ăng di tr ượ  ượ t 1'

2' 5

1

3

2 4

1'

5

2'

z2

x

a. x = 1

L

z1 4

x

x z1 = L z2

 b. x ≠ 1

L

H=10.3: H ệ thống điều khiển vớ i đĩ a lỗ

Thông thườ  thườ ng ng chọ chọn

x những tr ườ  ườ ng ng hợ  h ợ  p chiề chiều dài hành trình điều = 1 , tuy nhiên có nhữ L

khiểển L khá lớ  khi lớ n, n, ngườ  ngườ i ta dùng bộ bộ bánh r ăng khuế khuếch đại đại z1, z2 lắ p đồng đồng tr ục. 3. Lậ p bả b ảng chu k ỳ gạt và vẽ vẽ đườ ng ng khai triể triển của cam (hoặ (hoặc bảng tuầ tuần tự cho đĩ a lỗ lỗ).  Nộ  Nội dung thự thực hiệ hiện:

+

Dựa vào lướ  lướ i k ết cấ cấu để lậ p ra biể biểu thứ thức xác định định số số vòng quay

+

Dựa vào sơ  sơ đồ đồ động động để lậ p bả bảng điều khiể khiển

+  Nế  Nếu dùng cam điều khiể khiển thì dự dựa vào bả bảng điều khiể khiển và lượ  lượ ng ng nâng củ của cam để thành lậ lậ p đườ ng ng khai triể triển củ của cam, nế nếu dùng đĩ a lỗ lỗ titiếến hành vẽ vẽ đĩ a lỗ lỗ. 4. Thiế Thiết k ế cam hoặ hoặc đĩ a lỗ lỗ Ví dụ dụ 1: Lậ p bả bảng điều khiể khiển dùng cam để điều khiể khiển HTĐ HTĐ (H10.4a) có số số cấ p tố tốc độ z=6=3x2 I II (1) (3) Các đườ ng ng Oa O b là nhữ những đườ ng ng trung hòa ứng vớ  vớ i vị vị trí bánh r ăng không ăn khớ  khớ  p. Các tr ị số x, y, y', z ' là lượ ng ng nâng hoặ hoặc độ cao thấ thấ p củ c ủa cam xác định định tùy theo chiề chiều dài cánh tay đòn như như phân tích ở trên ở trên (H10.4b) 113

H10.4a: Sơ  Sơ đồ đồ động động HTĐ HTĐ có z = 6 A Oa

B O b

xy H10.4b: Bảng điều khiển và đườ ng ng khai triển cam

y' z'

AB n6=n0i3(Agiữa)i5(Bphải) G P

½ô

n5=n0i2(Aphải)i5(Bphải) P P n4=n0i1(Atrái)i5(Bphải)

T P

n3=n0i3(Agiữa)i4(Btrái)

G T

n2=n0i2(Aphải)i4(Btrái)

P T

n1=n0i1(Atrái)i4(Btrái)

T T

½ô

Ví dụ dụ 2: Lậ p bả bảng điều khiể khiển dùng đĩ a lỗ lỗ cho HCD có số số cấ p tố tốc độ chạ chạy dao zs = 18 = 3 x 3 x 2 II I III (3) (1) (9) ∗ Xác định định hành trình gạ gạt củ của 2 khố khối bánh r ăng A,B và ly hợ  h ợ  p M (khố (khối C)  phụ  phụ thu thuộộc vào k ết cấ cấu cụ cụ thể thể.

 –  Số tay gạ gạt: 3; số số thanh r ăng đẩy đẩy kéo ( chố chốt 1-2) là 3 x 2 = 6. 114

 –  Vị trí ăn khớ  khớ  p của các khố khối bánh r ăng trong việ việc thự thực hiệ hiện số cấ p tốc độ chạ chạy dao.

H10.5: Sơ  Sơ đồ đồ động động và lướ  lướ i k ết cấ cấu Hộ Hộ p chạ chạy dao ( PATT II(3) I (1) III (9) )

H10.6: Các vị vị trí ăn khớ  khớ  p 115

Ta có: n1 =

nđ/c.io

i3 khố khối A trái n2 = nđ/c.io i3 khố khối A trái n3 = nđ/c.io i3 khố khối A trái n4 = nđ/c.io i2 khố khối A phả phải n5 = nđ/c.io i2 khố khối A phả phải n6 = nđ/c.io i2 khố khối A phả phải n7 = nđ/c.io i1 khố khối A giữ giữa n8 = nđ/c.io i1 khố khối A giữ giữa n9 = nđ/c.io i1 khố khối A giữ giữa n10 = nđ/c.io i3 khố khối A trái n11 = nđ/c.io i3 khố khối A trái n12 = nđ/c.io i3 khố khối A trái n13 = nđ/c.io i2 khố khối A phả phải n14 = nđ/c.io i2 khố khối A phả phải n15 = nđ/c.io i2 khố khối A phả phải n16 = nđ/c.io i1 khố khối A giữ giữa n17 = nđ/c.io i1 khố khối A giữ giữa n18 = nđ/c.io i1 khố khối A giữ giữa  –  Ở ví dụ dụ trên có thể thể chọ chọn :

i6 khố khối B giữ giữa i5 khố khối B phả phải i4 khố khối B trái i6 khố khối B giữ giữa i5 khố khối B phả phải i4 khố khối B trái i6 khố khối B giữ giữa i5 khố khối B phả phải i4 khố khối B trái i6 khố khối B giữ giữa i5 khố khối B phả phải i4 khố khối B trái i6 khố khối B giữ giữa i5 khố khối B phả phải i4 khố khối B trái i6 khố khối B giữ giữa i5 khố khối B phả phải i4 khố khối B trái

i7.i8.i9... khố khối C trái i7.i8.i9... khố khối C trái i7.i8.i9... khố khối C trái i7.i8.i9... khố khối C trái i7.i8.i9... khố khối C trái i7.i8.i9... khố khối C trái i7.i8.i9... khố khối C trái i7.i8.i9... khố khối C trái i7.i8.i9... khố khối C trái i9... khố khối C phả phải i9... khố khối C phả phải i9... khố khối C phả phải i9... khố khối C phả phải i9... khố khối C phả phải i9... khố khối C phả phải i9... khố khối C phả phải i9... khố khối C phả phải i9... khố khối C phả phải

∗ Khố Khối A có 3 vị vị trí làm việ việc: TRÁI-GIỮ  TRÁI-GIỮ A-PHẢ A-PHẢI mỗi lần gạt 29 mm, hành trình gạ gạt LA = 58mm 116

∗ Khố Khối B có 3 vị vị trí làm việ việc: TRÁI-GIỮ  TRÁI-GIỮ A-PHẢ A-PHẢI mỗi lần gạt 29 mm, hành trình gạ gạt LB = 58mm ∗ Khố Khối C (Ly hợ  hợ  p M) có 2 vị vị trí đóng và mở  mở ly ly hợ  h ợ  p tươ  t ươ ng ng ứng vớ  vớ i 2 vị trí TRÁI, PHẢ PHẢI thự thực hiệ hiện đườ ng ng truyề truyền phả phản hồ hồi hoặ hoặc đườ ng ng truyề truyền tr ực tiế tiế p, mỗ mỗi lầ lần gạ gạt 29mm. hành trình gạ gạt LC = 29mm. n Si

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Khố Khối A Khố Khối B Khối C Vị trí Đĩ a I Đĩ a II Vị trí Đĩ a I Đĩ a II Vị trí Đĩ a I Đĩ a II + + 0 + + + T G T 0 0 0 + 0 0 + + 0 0 + + T P T 0 0 + + 0 0 + + + + + + T T T 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + + + P G T + + 0 + 0 0 0 0 0 0 + + P P T + + + + 0 0 0 0 + + + + P T T + + 0 0 0 0 0 + 0 + + + G G T 0 + 0 + 0 0 0 + 0 0 + + G P T 0 + + + 0 0 0 + + + + + G T T 0 + 0 0 0 0 + + 0 + 0 0 T G P 0 0 0 + + + + + 0 0 0 0 T P P 0 0 + + + + + + + + 0 0 T T P 0 0 0 0 + + 0 0 0 + 0 0 P G P + + 0 0 + + 0 0 0 0 0 0 P P P + + + + + + 0 0 + + 0 0 P T P + + 0 0 + + 0 + 0 + 0 0 G G P 0 + 0 + + + 0 + 0 0 0 0 G P P 0 + + + + + 0 + + + 0 0 G T P 0 + 0 0 + + 117

 –  Số hàng lỗ lỗ trên đĩ a : 3x2 = 6 hàng, hàng trên cho chố chốt 1, hàng dướ  dướ i cho chố chốt 2; ký hiệ hiệu +: không có lỗ lỗ trên đĩ a, a, ký hiệ hiệu 0: có lỗ lỗ trên đĩ a. a.

 –  T: vị vị trí củ của khố khối bánh r ăng hay ly hợ  hợ  p ở bên ở bên trái.  –  P: vị vị trí củ của khố khối bánh r ăng hay ly hợ  hợ  p ở bên ở bên phả phải.  –  G: vị vị trí củ của khố khối bánh r ăng ở gi ở giữữa. Dùng bả bảng điều khiể khiển để vẽ ra các hàng lỗ lỗ trên đĩ a (H10.7a,b).

H10.7a: Đĩ a 1

H10.7b: Đĩ a 2 118

Trên đĩ a, a, vẽ tr ướ  ướ c các vòng tròn đồng đồng tâm và dự dựa theo vị vị trí chố chốt trong bả bảng điều 360 0 khiển để vẽ lỗ, mỗi vị trí cách nhau 1 góc α = khiể . Các đườ ng ng kính củ của chố chốt chui z

qua đĩ a thườ  thườ ng ng chọ chọn từ từ ∅6 ÷ ∅8 [mm]. Đĩ a lỗ lỗ đượ c thiế thiết k ế tốt nế nếu có thể thể dùng chung đượ c mộ một số số vòng tròn đồng đồng tâm, giả giảm nhỏ nhỏ kích thướ  thướ c đườ ng ng kính đĩ a. a. 3. Các cơ  cơ  cấu an toàn dùng trong máy công cụ cụ: Có thể thể chia thành 2 nhóm chính:  Nhóm cơ  cơ ccấu phòng quá tả tải và nhóm cơ  cơ ccấu khoá lẫ lẫn. A.  Nhóm cơ  cơ ccấu phòng quá tả tải: Nhóm cơ  cơ ccấu nầ n ầy có nhiệ nhiệm vụ v ụ bảo vệ v ệ cho các chi tiế tiết hoặ hoặc bộ phậ phận máy tránh bị bị hư hỏng, gãy vỡ  vỡ  bằng cách tự tự động động ngắ ngắt đườ ng ng truyề truyền khi tả tải tr ọng vượ  v ượ t quá giá tr ị đã đượ c định định sẵ s ẵn. Nguồ Nguồn nă n ăng lượ  l ượ ng ng tách đườ ng ng truyề truyền có thể thể từ các hệ hệ thố thống điện, thủ thủy lự l ực hay cơ  cơ khí...và khí...và đượ c lựa chọ chọn phụ phụ thu thuộộc vào nhiề nhiều yếu tố t ố như như tác dụ dụng nhanh, nhạ nhạy, cho phép dễ dễ tự động động hoá... để bảo vệ cơ  cấu máy mộ một cách hiệ hiệu quả quả nhấ nhất. Các cơ  cơ ccấu phòng quá tả tải cơ  cơ khí khí thườ  thườ ng ng là các khớ  khớ  p nố nối bằ bằng chố chốt an toàn, vấ vấu-lò xo,  bi-lò xo, cơ  cơ ccấu tr ục vít r ơ  ơi  củ của máy tiệ tiện...  –  Chố Chốt an toàn: Có vai trò như như 1 chi tiế tiết củ c ủa khớ  kh ớ  p nố n ối giữ gi ữa 2 tr ục. Chố Chốt 1 lắ p vào trong các bạ bạc 2 và các bạ bạc nầ nầy đượ c ép vào lỗ lỗ khớ  khớ  p nố n ối. Do đó khi chố chốt bị bị cắt không làm cho lỗ lỗ bị hư hỏng. Lự Lựa chọ chọn đườ ng ng kính chố chốt dự dựa trên điều kiệ kiện cắ cắt đứt đứt củ của chố chốt khi momen truyề truyền lự lực vượ  vượ t quá giá tr ị cho phép (H10.8). c hốt thườ  thườ ng ng làm bằ bằng thép, còn bạ bạc dùng vậ vật liệ li ệu thép nhiệ nhiệt + Vật liliệệu ch luyệện đạt luy đạt độ cứng HRC 48 ÷ 53.

+ Giá tr ị Momen xoắ xoắn giớ  giớ i hạ hạn đượ c tính theo công thứ thức M xgh

πd 2 k  σ R  = 4 0  bk 

(10.2)

H10.8: Cơ  Cơ ccấu an toàn dùng chố chốt 119

trong đó, d: đườ ng ng kính chố chốt (thườ  (thườ ng ng d = (2 ÷ 8)mm ) R: khoả khoảng cách bố bố trí chố chốt . Có thể thể tham khả khảo R = 0,75d2 +(15 ÷ 20)mm k 0 =

τc : hệ h ệ số tỷ lệ giữ giữa ứng suấ suất cắ c ắt cho phép τc và giớ  giớ i hạ h ạn bề b ền kéo σ bk  σ bk 

Đối Đối vớ  vớ i chố chốt tr ụ k 0 = 0,7÷0,8; đối đối vớ  vớ i chố chốt xẻ xẻ rãnh k 0 = 0,7 ÷ 0,8. Giá tr ị hệ số nhỏ nhỏ lấy khi d = (4 ÷ 8)mm, giá tr ị lớ n lấ lấy khi d = (2 ÷ 3)mm. Mxgh là giá tr ị momen xoắ xoắn làm cho chố chốt bị cắt, thườ  thườ ng ng lấy cao hơ  hơ n giá tr ị momen xoắ xoắn truyề truyền lớ  lớ n nhấ nhất khoả khoảng (20 ÷25)%.  –  Vấu-lò xo: Bạ Bạc 1 lắ p then vớ  vớ i tr ục và mang toàn bộ bộ các chi tiế tiết. Bánh r ăng chủ chủ động động 2 quay lồ lồng không ở bên ở  bên phả phải, còn bên trái là nử nửa ly hợ  hợ  p 4 lắ lắ p then hoa vớ i bạ bạc 1, cả cả 2 chi tiế tiết đều đều có vấ vấu ở m ở  mặt đầu. đầu. Các vấ vấu tiế tiế p xúc nhờ  nhờ lò lò xo 5. Lự Lực lò xo điều chỉ chỉnh đượ c vớ  vớ i đai ốc 6 (H10.9a).

H10.9a: Cơ  Cơ ccấu an toàn vấ vấu-lò xo Momen xoắ xoắn truyề truyền đến đến bánh r ăng 2, qua vấ vấu 3 và truyề truyền cho tr ục. Khi đó lự lực chiề chiều tr ục cân bằ bằng vớ  vớ i lự l ực lò xo. Khi quá tả tải, tr ạng thái cân bằ bằng lự lực mấ m ất đi, lự l ực chiề chiều tr ục đẩy đẩy vấ vấu sang trái cùng vớ  vớ i nử nửa ly hợ  hợ  p 4. Tr ục dừ dừng như nhưng bánh r ăng 2 vẫ vẫn quay. Vấ Vấu sẽ lại vào khớ  khớ  p nế nếu máy làm việ vi ệc ở tr  ở tr ạng thái bình thườ  thườ ng. ng.

H10.9b: Hình dạ dạng vấ vấu và profil H10.9b là hình dạ dạng vấ vấu và profil khai triể triển. Bề Bề mặt tiế tiế p xúc củ c ủa vấ vấu có thể thể nghiêng 120

hay phẳ phẳng. Vấ Vấu nghiêng khó chế chế tạo như nhưng làm việ việc tin cậ cậy hơ  hơ n. n. Góc nghiêng α = (40 Số vấu thườ  thườ ng ng lẻ lẻ, hay gặ gặ p nhấ nhất là 3 và đượ c bố bố trí đều. đều. ÷ 50)0. Số Lực lò xo đượ c xác định định theo công thứ thức ⎡ D Plx = P0 ⎢ tg(α − ϕ) − tb d tb ⎣

⎤ f ⎥ ⎦

(10.3)

trong đó P0 : lự l ực vòng ; Dtb : đườ ng ng kính trung bình củ của vấ v ấu nghiêng, còn vấ vấu phẳ ph ẳng Dtb = Dngoài ; dtb : đườ ng ng kính trung bình củ của mố mối ghép then hoa; f: hệ hệ số ma sát ở m ở mối ghép then hoa f = (0,15 ÷0,17) Các thông số số chính củ của cơ  cơ ccấu an toàn vấ vấu-lò xo có thể thể tham khả khảo ở b ở bảng (10.1) Bảng 10.1 Các chi tiế tiết củ của cơ  cơ ccấu

Ký hiệ hiệu Kích thướ c đề nghị nghị

Đườ ng ng kính tr ục củ của mố mối ghép then tr ượ  ượ t d

Cho trướ    c

Đườ ng ng kính ngoài củ của vấ vấu

D

D ≥ (1,6 ÷2)d

Bề r ộng vấ vấu

b

 b = (0,12 ÷0,2)D

Đườ ng ng kính trung bình củ của vấ vấu

Dtb

Dtb = D-b

Chiề Chiều cao vấ vấu

h

h = (0,5 ÷0,8)b

Chiề Chiều dài bạ bạc di động động

L

L = (0,25 ÷1)D

Số vấu

z

lẻ, chọ chọn .

 –  Bi-lò xo: Cũ Cũng tươ  tươ ng ng tự tự như như vấu-lò xo, chỉ chỉ khác vấ vấu đượ c thay bằ bằng các  bi 3 làm bằ bằng thép tôi, nằ nằm tiế tiế p xúc vớ  vớ i bề bề mặt côn trên các rãnh hình xuyế xuyến hay lă lăng tr ụ (H10.10a,b). Khi bánh r ăng chủ chủ động động 2 quay, bi đượ c ép vào bề bề mặt làm việ việc làm quay bạ bạc 4 và tr ục. Trong tr ườ  ườ ng ng hợ  h ợ  p quá tả tải, tr ục và bạ bạc 1 đứng đứng lạ lại, bánh r ăng 2 quay đẩy đẩy bi vào lỗ lỗ  bạ  bạc. Đai ốc 6 dùng điều chỉ chỉnh lự lực lò xo.

H10.10a: Cơ  Cơ ccấu an toàn bi-lò xo Công thứ thức xác định định lự lực lò xo 121

(10.4)

Plx = P0 [tg(α − ϕ) − f ms ]

trong đó α: góc tiế tiế p xúc tạ tại điểm tiế tiế p xúc củ của bi vớ  vớ i bề bề mặt làm việ việc

ϕ: góc ma sát giữ giữa bi và các bề bề mặt tiế tiế p xúc f ms hệ số ma sát quy đổi đổi giữ giữa bi và thành lỗ lỗ ms: hệ

H10.10b: Bi và các bề bề mặt tiế tiế p xúc

+  Nế  Nếu bi nằ nằm tiế tiế p xúc trên bề bề mặt hình xuyế xuyến vớ  vớ i R = 0,5d bi , thì α = arcsin

d −h BC = arcsin  bi AB d bi

(10.5)

trong đó d bi: đườ ng ng kính bi h: chiề chiều cao phầ phần bi thò ra khỏ khỏi lỗ lỗ Gọi e: khe hở  hở gi giữữa các mặ mặt đầu đầu củ của hai nử nửa cơ  cơ ccấu, khi đó hành trình dị dịch chuyể chuyển củ của  bi lúc quá tả tải là h0 = h-e. Các phươ  phươ ng ng trình (10.4) (10.5) cho thấ thấy lực vòng P0 phụ phụ thuộộc vào vị thu vị trí củ của bi trên rãnh lõm. Khi quá tả tải, bi dị dịch chuyể chuyển, góc α tăng, lự lực vòng giả giảm đi r ất nhiề nhiều và đồng đồng thờ  thờ i làm mòn nhanh ly hợ  hợ  p. Các thông số số chính củ của cơ  cơ ccấu an toàn bi-lò xo có thể thể tham khả khảo ở b ở bảng 10.2 Bảng 10.2 Các chi tiế tiết củ của cơ  cơ ccấu

Ký hiệ hiệu Kích thướ c đề nghị nghị

Đườ ng ng kính tr ục củ của mố mối ghép then tr ượ  ượ t d

Cho trướ    c

Đườ ng ng kính bi

d bi

d bi = (0,3 ÷0,5)d

Chiề Chiều cao phầ phần nhô ra củ của bi

h

h = (0,2 ÷0,4) d bi

Đườ ng ng kính lỗ lỗ chứ chứa bi

d0

d0 = (0,3 ÷0,5) d bi

Đườ ng ng kính vòng bố bố trí tâm lỗ lỗ chứ chứa bi

D0

D0 ≥ (1,6 ÷2)d

 –  Đĩ a ma sát: K ết cấ cấu tươ  tươ ng ng tự tự, chỉ chỉ khác là cơ  cơ ccấu xử xử dụng lò xo xoắ xoắn hay đĩ a để ép các bề bề mặt ma sát. Phổ Ph ổ biế biến nhấ nhất là các cơ  cơ ccấu an toàn đĩ a ma sát, làm việ việc 122

tin cậ cậy. B.  Nhóm cơ  cơ ccấu khoá liên động: động: Chứ Chức nă năng củ của chúng nhằ nhằm  –   Ngă  Ngăn cả cản việ việc thự thực hiệ hiện cùng lúc hai hay nhiề nhiều đườ ng ng truyề truyền động động trong cùng nhóm truyề truyền  –   Ngă  Ngăn cản không cho thự thực hiệ hiện cùng lúc 2 chuyể chuyển động động riêng lẻ lẻ như như chuyể chuyển động động của tr ục tr ơ  ơn  và tr ục vít me ở  bàn dao máy tiệ tiện, chuyể chuyển động động của tr ục chính và chuyể chuyển động động củ của cầ cần khoan ở máy ở máy khoan cầ cần...  –  Bảo đảm đảm thứ thứ tự điều khiể khiển máy như như: khi phanh mở  mở  ly hợ  p mớ i đóng, ngừ ngừng chạ chạy dao tr ục chính mớ  mớ i dừ dừng như như ở máy ở máy phay...  –  Bảo đảm đảm thứ thứ tự cũng như như bảo đảm đảm quãng thờ  thờ i gian nhấ nhất định định củ của chu k ỳ gia công Các cơ  cơ ccấu khoá liên động động cơ  cơ khí khí thườ  thườ ng ng nố nối tr ực tiế tiế p vớ  vớ i các bộ bộ phậ phận tươ  tươ ng ng ứng củ của cơ c ơ cấu điều khiể khiển. Đối Đối vớ i các máy tự t ự động động và đườ ng ng dây tự tự động, động, chứ chức năng liên động động đặc đặc biệ biệt có ý ngh ĩ a quan tr ọng để đảm đảm bả bảo làm việ việc không có sự sự cố cho thiế thiết bị bị, đồ gá, dụ dụng cụ cụ cắt. Các cơ  cơ ccấu khoá liên động động trên các máy nầ n ầy cung cấ cấ p các tín hiệ hiệu cho biế biết nơ i hỏng hóc hoặ hoặc dừ dừng hoạ hoạt động động tạ tạm thờ  thờ i khi có sự sự cố...

123

Đồ Án Thiế Thiết K ế Máy I.

Chuẩ Chuẩn bị bị: Gồ Gồm có các vấ vấn đề sau : Tìm hiể hiểu đề tài, tìm tài liệ liệu tham khả khảo, tham

quan thự thực tế tế, ôn lạ lại lý thuyế thuyết đã họ học. 1. Tìm hiể hiểu đề tài: Đọc Đọc k ỹ nội dung đề tài, chú ý các số số liliệệu ban đầu đầu để so sánh vớ i máy đã có trong sả sản xuấ xuất và có thể thể chọ chọn làm máy chuẩ chuẩn. Phân tích các yêu cầ cầu thiế thiết k ế xác định định rõ công việ việc phả phải làm, nhữ những vấ vấn đề cần thuyế thuyết minh, các bả bản vẽ vẽ... 2. Tìm tài liệ liệu tham khả khảo: Ngoài các tài liệ liệu chính, sinh viên còn phả phải tự tìm các tài liệ liệu cầ c ần thiế thiết khác. Đây cũ c ũng là mộ một trong nhữ những yêu cầ cầu đặt đặt ra trong nhà tr ườ  ườ ng, ng, giúp cho sinh viên biế biết cách tìm tài liệ liệu tham khả khảo, biế biết cách sử sử dụng chúng, do vậ vậy  phả  phải đến đến thư thư việ viện, nhà máy..., tìm các sách và bả b ản vẽ vẽ có liên quan đến đến đề tài ngoài giáo trình đã họ học. Sách tham khả khảo hoặ hoặc trích dẫ dẫn phả phải đượ c ghi lạ lại đầy đầy đủ số hiệ hiệu sách, tên tác giả giả, nhà xuấ xuất bả bản... 3. Tham quan thự thực tế tế: Nộ Nội dung tham quan: xem máy làm việ vi ệc, vẽ v ẽ lại sơ  sơ đồ đồ động động và bả bản vẽ vẽ k ết cấ cấu trong thuyế thuyết minh máy... tùy theo yêu cầ c ầu đề tài. Hỏ Hỏi ngườ  ngườ i vậ vận hành máy về về các vấ vấn đề thườ  thườ ng ng gặ g ặ p ví dụ dụ tốc độ thườ  thườ ng ng dùng, rung động động có xả xảy ra khi gia công, các khuyế khuyết tậ tật củ của máy, cầ cần cả cải tiế tiến gì... II.

Thiế Thiết k ế truyề truyền dẫ dẫn máy:

1. Phân tích các loạ loại máy tươ  tươ ng ng tự tự, chọ chọn máy chuẩ chuẩn cho thiế thiết k ế của mình. 2. So sánh phươ  phươ ng ng án không gian củ của hệ hệ thố thống truyề truyền dẫ dẫn máy 3. So sánh phươ  phươ ng ng án thay đổi đổi thứ thứ tự gạt 4. Tính động động họ học các yế yếu tố tố truyề truyền dẫ dẫn 5. Kiể Kiểm tra lạ lại sai số số do k ết quả quả tính toán có thể thể có III. Tính toán sứ sức bề bền các chi tiế tiết chính trong máy, bao gồ gồm: 1. Xác định định các thông số số cần thiế thiết ban đầu đầu 2. Tính toán sứ sức bề bền các chi tiế tiết chính IV. Thiế Thiết k ế k ết cấ cấu và vẽ vẽ, bao gồ gồm: 1. Chọ Chọn k ết cấ cấu để vẽ các bả bản vẽ vẽ khai triể triển, bả bản vẽ vẽ cắt... 2. Thiế Thiết k ế hệ thố thống điều khiể khiển. 3. Thiế Thiết k ế hệ thố thống điện, bôi tr ơ  ơ n, n, làm nguộ nguội... Chú ý: Thờ  Thờ i gian phân phố phối cho các bướ  bướ c trên có thể thể tham khả khảo sơ  sơ bbộ như như sau: 1. I/ II/ III/ IV/ = 5/ 20/ 20/ 50% và dự dự tr ữ 5% 2. Khi thiế thiết k ế máy chuyên dùng, phả phải xuấ xuất phát từ từ sản phẩ phẩm gia công, đặt đặt quy 124

trình công nghệ nghệ cho hợ  hợ  p lý để xác định định các số số liliệệu ban đầu, đầu, xác định định nă n ăng suấ suất...theo yêu cầ cầu thiế thiết k ế. Nếu máy thiế thiết k ế có nhiề nhiều chuyể chuyển động, động, cầ cần phố phối hợ   p giữa các chuyể chuyển động động (ví dụ dụ tạo hình phứ phức tạ t ạ p...), phả phải thiế thiết k ế sơ đồ ơ  đồ k ết cấ c ấu động động họ h ọc ở b ở  bướ c đầu đầu tiên. 3. Tùy theo điều kiệ kiện thự thực tế tế, SV có thể thể hoàn thành xen k ẽ các bướ  bướ c trên. V.  Nộ  Nội quy hướ  hướ ng ng dẫ dẫn và bả bản vẽ vẽ: 1. Sinh viên phả phải gặ gặ p giáo viên hướ  hướ ng ng dẫ dẫn đúng k ỳ hạn, trình bày nhữ những việ việc đã làm, nhữ những thắ thắc mắ mắc..để c..để đượ c hướ  h ướ ng ng dẫ dẫn các bướ  bướ c tiế ti ế p theo. Qua 2 k ỳ hạn, sinh viên không đến đến thông qua (nế (nếu không có lý do chính đáng), GVHD không chị chịu trách nhiệ nhiệm về đồ án đó. 2. Các bướ  bướ c thiế thiết k ế đều đều phả phải viế viết rõ ràng, tự tự nhậ nhận xét k ết quả quả thiế thiết k ế, giáo viên hướ ng ng dẫ dẫn có trách nhiệ nhiệm kiể kiểm tra từ từng phầ phần, sinh viên phả phải sữ sữa chữ chữa hoàn chỉ chỉnh các sai sót đã đượ c chỉ chỉ dẫn. Chú ý thông qua từ từng phầ phần mộ một để tránh phả phải làm lạ lại từ từ đầu. đầu. 3. Phả Phải có k ết quả quả tính toán tr ướ  ướ c mớ i vẽ, vẽ v ẽ phả phải theo đúng khổ khổ quy định định và tỉtỉ lệ, nộ nội dung hình vẽ vẽ phả phải chiế chiếm 80% tờ  tờ gi giấấy. Khung tên bả bản vẽ vẽ phả phải đượ c ghi theo quy định, định, chữ chữ viế viết đúng tiêu chuẩ chuẩn vẽ vẽ k ỹ thu thuậật... 4. Vẽ phác thả thảo toàn bộ bộ bản vẽ v ẽ (cả (cả gạch tiế tiết diệ di ện cắ c ắt). Sau khi thông qua và sử s ửa lại xong, chỉ chỉ khi giáo viên hướ  hướ ng ng dẫ dẫn cho phép mớ  mớ i đượ c vẽ vẽ chính thứ thức. 5. Viế Viết thuyế thuyết minh mộ một mặt, đúng khổ khổ giấ giấy A4. Vẽ Vẽ hình, viế viết và đóng bìa cẩ cẩn thậ thận. Nội dung thuyế thuyết minh viế viết đúng theo yêu cầ cầu đề tài thiế thiết k ế ( khoả khoảng 30 ÷ 40 trang, nế nếu đánh máy dùng cỡ  cỡ ch chữữ 13, dãn dòng 1,5lines) Tóm lạ lại, đồ án có tác dụ dụng tổ t ổng k ết k ết quả qu ả học tậ t ậ p về v ề mặt lý luậ luận và vậ vận dụ d ụng vào thự thực tế, khai thác tính nhạ nhạy bén về về mặt thiế thiết k ế k ỹ thu thuậật của sinh viên. Yêu cầ cầu mỗi ngườ  ngườ i phả phải độc độc lậ lậ p suy ngh ĩ th  ĩ  thựực hiệ hiện mộ một cách nghiêm túc các bướ  bướ c tiế tiến hành khi tậ tậ p sự làm nhiệ nhiệm vụ vụ thiế thiết k ế nầy.

125

MỤC LỤ LỤC

 Phần I: Máy công cụ

2

Chươ  Chươ ng ng 1 Chuyể Chuyển động động họ học trong máy công cụ cụ

3

Chươ  Chươ ng ng 2 Các cơ c ơ cấu truyề truyền động động trong máy công cụ cụ

7

Chươ  Chươ ng ng 3 Máy titiệện

14

Chươ  Chươ ng ng 4 Máy phay

23

Chươ  Chươ ng ng 5 Máy gia công bánh r ăng hình tr ụ

34

Các bài tậ tậ p thự thực hành máy công cụ cụ 1 và 2

49

ế máy công cụ  Phần II: Thiế t k ế 

57

Chươ  Chươ ng ng 6 Các chỉ chỉ tiêu kinh tế tế-k ỹ thu thuậật củ của máy thiế thiết k ế

61

Chươ  Chươ ng ng 7 Lựa chọ chọn đặc đặc tính k ỹ thu thuậật máy thiế thiết k ế

69

Chươ  Chươ ng ng 8 Thiế Thiết k ế động động họ học truyề truyền dẫ dẫn máy công cụ cụ

78

Chươ  Chươ ng ng 9 Tr ục chính-Ổ chính-Ổ tr ục chính

92

Chươ  Chươ ng ng 10 Hệ Hệ thố thống điều khiể khiển cơ  cơ khí khí và cơ  cơ ccấu an toàn trên máy công cụ cụ

110

 Đồ Án Thiế t K ế  ế Máy

124

Mục lụ lục

126

Tài liệ liệu tham khả khảo

127

126

Tài li ệ  ệ u tham khảo

ổ  tay Thiế t k ế  ế  C ơ  ơ  khí, t ậ p I, [1] Hà vă n Vui, Nguyễ n chí Sáng, Phan đă ng ng Phong : S ổ 

 II, III, Nhà xuấ t bản Khoa học-K  ỹ thuật, Hà N ội 2004. 2004. ế  máy công cụ , t ậ p I, II Nhà xuấ t bản Khoa [2] Nguyễ n anh Tuấ n, n, Phạm Đắ  p : Thiế t k ế 

học-K  ỹ  thuật, Hà N ội 1984. ẩn  : Thiế t k ế  ế  Máy cắ t kim loại, Nhà xuấ t b ản  Đại H ọc Quố c Gia [3] Nguyễ n ng ọc C ẩ 

TP. H ồ chí Minh, 2000. ốn, ổ  tay Công nghệ [4] Nguyễ n đắ c Lộc, Lê vă n Ti ế n, n, Ninh đứ c T ố  n  , Tr ần xuân Việt: S ổ 

Chế t ạo máy, t ậ p I, II, III, Nhà xu ấ t bản Khoa học-K  ỹ thuật, Hà N ội 2003.  Кучер , М .М . Киватицкий  Киватицкий , А. А  А. Покровский  Покровский: Металлорежущие Станки [5] А.М . Кучер

(  Альбом общих видов кинематических схем и  узлов )  Издателъство « Машиностроение » Ленинград , 1972.  Пуш : Конструирование Металлорежущих Станков , Издателъство [6] В.Э. Пуш

« Машиностроение» Москва , 1976.  Поляков ,  И . Д   Д . Барбаш  Барбаш , О. А  А. Ряховский  Ряховский: Справочник по МУФТАМ  , « [7]  В.С . Поляков Машиностроение » Ленинград , 1979.

[8] Hamilton H. Mabie, Charles F. Reinholtz : Mechanisms and dynamics of  machinery, John Wiley & Sons, Inc, 1987.

127