do an

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (673.36 KB, 46 trang )

Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Bộ giáo dục và đào tạo Cộng hòa xã hội chủ nghĩa việt nam
---------------- Độc lập Tự do Hạnh phúc
Trờng đại học -------------o0o------------
Công nghiệp thái nguyên
Khoa : cơ khí
Bộ môn : Máy và Tự động hoá
đề tài
thiết kế đồ án môn học
Ngời thiết kế : Hoàng Tuấn
Lớp : K35MA
Ngành : Cơ khí chế tạo máy
Cán bộ hớng dẫn : Nguyễn Thuận
Ngày giao đề tài : 10/03/2003
Nội dung đề tài : Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng
H=200 ; Z=22 ;

= 1,26 ; n
max
= 1600 (v/ph)
Cắt đợc ren quốc tế, mô đun, Anh, Pít

Số lợng và kích thớc bản vẽ : 02 bản A
0

1 . Khai triển hộp tốc độ - A
0
2 . Khai triển ụ động - A
0
Thái Nguyên , Ngày 10 tháng 3 năm 2003

Tổ trờng bộ môn Cán bộ hớng dẫn
(ký tên) (ký tên)
Nguyễn Thuận
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
1
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

LờI NóI ĐầU

Trong giai đoạn phát triển xã hội nh hiện nay,việc xây dựng một nền công
nghiệp hiện đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát triển nền kinh tế thị tr-
ờng.Nhận rõ đợc nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và nhà nớc ta đã rất chú trọng đến
việc phát triển nền công nghiệp nặng trong đó mũi nhọn là nghành CƠ KHí CHế
TạO MáY.
Trình độ kỹ thuật của một đất nớc trớc hết đợc đánh giá bởi sự phát triển của
ngành cơ khí chế tạo máy-Một trong những ngành chủ đạo của nền công nghiệp
trong đó máy cắt kim loại là thiết bị chủ yếu của nghành,chúng dùng để bóc đi một l-
ợng d nào đó từ phôi để biến thành những chi tiết máy theo ý muốn.Ngày nay công
nghệ sản xuất phôi đã đạt những thành tựu to lớn trong việc tạo ra những phôi có
hình dáng giống với chi tiết gia công và lợng d gia công bóc đi rất nhỏ.Song không
vì thế mà ý nghĩa của máy cắt kim loại trong nghành cơ khí lại giảm mà còn tăng
lên vì bởi qúa trình gia công trên máy cắt rất phức tạp và yêu cầu độ chính xác rất
cao mà các dạng gia công khác không thể đạt đợc.
Sau thời gian học tập tại trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp đến nay,em đã
hoàn thành chơng trình học của nghành cơ khí chế tạo máy.Để có sự tổng hợp các
kiến thức đã học trong các môn học của ngành và có đợc sự khái quát chung về
nhiệm vụ của một ngời thiết kế ,em đợc nhận đề tài thiết kế máy Thiết kế máy tiện
ren vít chính xác và chuyên đề thành lập sơ đồ động cắt ren có bớc ren thay đổi. Đợc
sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn
TS Nguyễn Đăng Hoè và tập thể các thầy cô giáo trong bộ môn máy và tự động

hoá cùng với sự cố gắng của bản thân,đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp
của mình.Trong quá trình làm đồ án chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu
sót.Em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô để em có điều kiện học hỏi thêm.
Em xin chân thành cảm ơn.
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2002

Sinh viên thiết kế
Hoàng Tuấn
Nhận xét của giáo viên hớng dẫn
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
2
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Tài liệu tham khảo
[1] : Thiết kế máy cắt kim loại.
Tác giả : Mai Trọng Nhân.
Bộ môn máy cắt kim loại.
Trờng ĐHKT CN Việt Bắc.
[2] : Giáo trình máy cắt kim loại Tập I.
Tác giả : GVC Hoàn Duy Khản.
Bộ môn máy cắt kim loại.
Trờng ĐHKT CN Thái Nguyên.
Thái Nguyên : 1996.
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
3
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

[3] : Hớng dẫn thiết kế đồ án môn học dao cắt.
Tác giả: Trịnh Khắc Nghiêm.
Trờng: ĐHKT CN Thái Nguyên.

Bắc Thái: 1991.
[4] : Tính toán thiết kế máy cắt kim loại.
Tác giả: Phạm Đắp Nguyễn Đức Lộc
Phạm Thế Trờng Nguyễn Tiến Lỡng
Nhà xuất bản Đại Học và trung học chuyên nghiệp.
Hà Nội : 1971
[5] : Tính toán hệ dẫn động cơ khí Tập I,II
Tác giả: Trịnh Chất Lê Văn Uyển
Nhà xuất bản giáo dục.
[6] : Kỹ thuật tiện.
Tác giả: ĐÊNHEJNƯI CHIKIN TƠKHO.
Ngời dịch: Nguyễn Quang Châu
Nhà xuất bản Thanh Niên 1999.
[7] : Giáo trình máy cắt kim loại Tập IV.
Biên soạn: Dơng Công Định.
Hiệu đính: PTS Trần Vệ Quốc.
Bộ môn máy cắt kim loại Trờng ĐHKTCNTN
Thái Nguyên: 1996.
[8] : Tập bản vẽ sơ đồ động máy cắt kim loại.
Trờng ĐHKTCN Việt Bắc.
Bộ môn máy cắt kim loại.
Bắc Thái 1980.
Mục lục
Phần Trang
Phân I: Tổng hợp cấu trúc động học máy. 1-8
Phần II: Đặc trng kỹ thuật của máy. 9-15
Phần III: Thiết kế động học máy. 16-56
Phần IV: Thiết kế động lực học máy. 57-69
Phần V: Tính toán chi tiết máy. 70-80
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA

4
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Phần VI: Tính toán hệ thống bôi trơn và làm mát. 81-85

phần i :
tổng hợp cấu trúc động học máy
I. Công dụng của máy tiện ren vít vạn năng.
Máy tiện ren vít vạn năng là máy công cụ đợc dùng phổ biến nhất trong các
nhà máy, phân xởng cơ khí của các xí nghiệp. Nó đợc dùng để gia công các bề
mặt tròn xoay, bề mặt ren. Phù hợp với loại hình sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ, thính
hợp với sửa chữa,chế tạo các chi tiết thay thế.
Ngày nay do tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật, máy tiện ren vít vạn
năng đợc cải tiến nhiều cho phù hợp với nhu xu hớng phát triển của thời đại. Đặc
biệt là các máy đợc điều khiển theo chơng trình số (CNC), ứng dụng công nghệ
mới CAD/CAM/CNC.
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
5
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Ngoài việc gia công các bề mặt tròn xoay, bề mặt ren. Nếu sử dụng thêm các đồ
gá chuyên dùng thì có thể mở rộng thêm khả năng công nghệ của máy để thực
hiện các nguyên công khác nh khoan, khoét, doa, tiện các bề mặt định hình, mặt
phẳng, cắt đứt có độ chính xác cao.
Những công việc chủ yếu của máy tiện ren vít vạn năng là để tiện trơn và tiện
ren. Máy có thể tiện đợc các loại ren hệ mét, ren hệ Anh, ren nhiều đầu mối, ren
khuếch đại, ren tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn, ren trái và ren phải. . .
II. Tạo hình bề mặt chi tiết gia công.
1. Sơ đồ gia công.
Máy tiện ren vít vạn năng chủ yếu dùng để gia công các bề mặt tròn xoay

(Trụ trơn) và bề mặt ren. Chọn hai nguyên công đặc trng này của máy để xác định
sơ đồ gia công.
a. Nguyên công tiện trụ trơn.
Bề mặt này đợc hình thành nhờ hai chuyển động: chuyển động quay tròn của trục
chính mang phôi Q
1
và chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang dao T
2
nhằm tạo
ra lợng chạy dao.
Vậy có hai chuyển động tạo hình là:
+
S
(Q
1
): Chuyển động tạo hình đờng sinh 1.
+
c
(T
2
): Chuyển động tạo hình đờng chuẩn 2.
phơng pháp tạo hình bề mặt là vết ( quỹ tích)
b. Nguyên công tiện ren.
Đờng sinh (1) là prôfin ren đợc hình thành từ phơng pháp chép hình. Đ-
ờng chuẩn (2) là đờng xoắn vít trụ đợc hình thành từ phơng pháp vết.
Để tạo ra bề mặt ren thì 2 chuyển động thành phần Q
1
, T
2
phải có mối quan

hệ chặt chẽ với nhau đảm bảo khi trục chính mang phôi quay đợc 1 vòng thì bàn
maý mang dao phải dịch chuyển một lợng bằng bớc ren t hay bớc xoắn H (đối với
ren nhiều đầu mối). Vậy có hai chuyển động tạo hình là :

S
(Q
1
) : Chuyển động tạo hình đờng sinh 1.

c
(Q
1
, T
2
) : Chuyển động tạo hình của đờng chuẩn 2.
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
6
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

2. Các chuyển động cần thiết của máy.
a. Chuyển động tạo hình (ký hiệu

) .
Chuyển động tạo hình là chuyển động cần thiết để tạo ra đờng sinh và đờng
chuẩn. Số lợng các chuyển động tạo hình đợc xác định qua biểu thức:
N

= N

s
+ N

c
- 1/2 N

T
Trong đó:
N

s
: Số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng sinh.
N

c
: Số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng chuẩn.
N

T
: Số chuyển động trùng.
Trong đó : N

s
=0 ; N

c
=2 ; N

T
=0 (Tiện ren)

N

s
=1 ; N

c
=1 ; N

T
=0 (Tiện trơn)
Nh vậy trong cả hai trờng hợp tiện thì N

=2 nghĩa là chuyển động tạo hình gồm có
2 thành phần (Q
1
,T
2
).
b. Chuyển động cắt gọt.
Chuyển động căt gọt là chuyển động cần thiết để thực hiện và duy trì quá trình
bóc phoi, ở đây chuyển động cắt gọt trùng với chuyển động tạo hình do đó cấu
trúc động học máy đơn giản nhng nó lại hạn chế công suất cắt gọt. Ngoài các
chuyển động chạy dao dọc của bàn máy, chuyển động phụ còn có chuyển động
chạy dao ngang để thực hiện một số nguyên công khác nh : Xén mặt đầu, tiện cắt
đứt.
c. Chuyển động phân độ.
Chuyển động phân độ là chuyển động cần thiết để dịch chuyển tơng đối giữa
dao và phôi sang vị trí mới, khi trên chi tiết gia công có nhiều bề mặt gia công căn
bản giống nhau. Ví dụ nh : Tiện ren nhiều đầu mối.
d. Chuyển động định vị.

Chuyển động định vị là chuyển động nhằm khống chế kích thớc gia công của
chi tiết gia công, nó có nhiệm vụ xác định hớng của tọa độ phôi và dao với nhau,
tức là xác định vị trí tơng đối của đờng sinh và đờng chuẩn với nhau trong các trục
toạ độ của máy. Chuyển động định vị có thể là chuyển động ăn dao nếu trong lúc
thực hiện có tiến hành cắt gọt và có thể là chuyển động điều chỉnh nếu trong lúc
thực hiện không có quá trình cắt gọt.
e. Chuyển động điều khiển.
Là chuyển động nhằm đảm bảo máy hoạt động theo một tiến trình công nghệ
xác định, chuyển động này của máy là chuyển động cần thiết để cho máy trở
thành máy tự động hay bán tự động. Ví dụ các chuyển động thực hiện đóng mở lý
hợp hay khống chế hành trình.
g. Các chuyển động phụ khác.
Là chuyển động thực hiện dịch chuyển dao hay phôi với tốc độ lớn mà không
tham gia cắt gọt, các chuyển động này cần thiết khi kết thúc một lợt gia công để
chuyển sang lợt gia công khác.
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
7
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

III . Thành lập sơ đồ cầu trúc động học máy.
Tập hợp một hay vài nhóm động học nối kết cấu hay nối động học với nhau,
tạo thành cấu trúc động học toàn máy. Vì vậy muốn xây dựng cấu trúc động học
máy cần nắm vững nguyên tắc nối động và nguyên tắc bố trí các khâu điểu chỉnh.
Biết rằng ngoài chuyển động chạy dao dọc T
2
máy còn có chuyển động chạy dao
ngang T
3
để tiện mặt phẳng, tiện mặt đầu và tiện căt đứt. . . Do đó liên kết của máy
phải có vít me ngang. Khi thực hiện tiện trơn chuyển động tịnh tiến của bàn xe dao

T
2
sẽ do cơ cấu bánh răng thanh răng đảm nhận khi cắt ren sử dụng vít me dọc để
chạy dạo dọc.
Theo yêu cầu máy chế tạo ra phải gia công đợc các loại phôi có kích thức
khác nhau nằm trong phạm vi cho phép, nhằm thoả mãn tính công nghệ khi chọn
chế độ cắt hợp lý. Vì vậy trục chính phải có nhiều tốc độ tơng ứng với chế độ cắt.
Để bảo đảm điều đó ta phải thiết kế hộp tốc độ(i
v
) và cơ cấu điều chỉnh tốc độ cho
trục chính. Để tạo ra các lợng chạy dao khác nhau (dọc, ngang) trong máy cần bố
trí hộp chạy dao (i
s
) khi này sơ đồ cấu trúc động học máy và điều chỉnh động học
máy đợc thể hiện nh hình vẽ.

Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
8
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Trục vít me ngang- T
3

Trục vít me dọc T
2
- Liên kết trong: Trục chính Q
1
i
s

Trục trơn (B
r
- T
r
)- T
2
- Liên kết ngoài: i
đ/c
i
v
Trục chính.
*. Xích tốc độ:
- Từ động cơ M
1
đến trục chính mang phôi
M
1
1 2 i
v
3 4 Trục chính.
- Lợng di động tính toán
n
đ/c
= n
T/c
(Vòng/phút)
- Phơng trình điều chỉnh.
n
đ/c

ì i
12
ì i
v
ìi
34
= n
t/c
- Công thức động học.
i
v
= C
v
. n
t/c
*. Xích chạy dao tiện trơn.
- Từ trục chính mang phôi đến bộ truyền bánh răng thanh răng.
Trục chính 4 5 i
s
6 8 BR TR
- Lợng di động tính toán.
1 vòng trục chính tạo ra S
d
(mm) bàn dao dọc
- Phơng trình điều chỉnh.
1ì i
45
ìi
s
ìi

68
ì.m
n
.Z =S
d
(mn)
- Công thức động học.
i
s
=C
s1
.S
d
* Xích chạy dao tiện ren.
- Từ trục chính đến bộ truyền vít me đai ốc dọc (t
vmd
)
- Trục chính 4 5 i
s
6 7 t
vmd
- Lợng di động tính toán.
1 vòng trục chính tạo ra t(mm) bàn dao.
- Phơng điều chỉnh.
1ìi
45
ìi
s
ìi
67

ìt
vmd
= t(mn)
- Công thức động học
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
9
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

i
s
= C
s2
. t
*. Xích chạy dao ngang.
- Từ trục chính đến bộ truyền vít me đai ốc ngang (t
vmn
)
Trục chính 4 5 i
s
6 9 t
vmn
- Lợng di động tính toán.
1 vòng trục chính tạo ra S
ng
(mm) bàn dao ngang.
- Phơng trình điều chỉnh
1ìi
45
ìi
s

ìi
69
ìt
vmn
= S
ng
(mm)
- Công thức động học.
i
s
= C
S3
.S
ng
*. xích chạy dao nhanh.
+. chạy dao dọc.
- Từ động cơ chạy dao nhanh M
2
đến bộ truyền BR/TR
M
2
10 8 BR/TR
- Phơng trình điều chỉnh
n
đ/c
(M
2
) ìi
108
ì.m

n
.z = S
d
(mm)
+. chạy dao ngang.
- Từ động cơ dao nhanh M
2

đến bộ truyền vít me ngang.
M
2
10 9 t
vmn
- Phơng trình điều chỉnh.
n
đ/c
(M
2
) ìi
109
ìt
vmn
= S
ng
(mm)
PHần II :
Đặc trng kỹ thuật của máy
I I. Đặc trng công nghệ.
Máy tiện ren vít vạn năng có thể gia công đợc các bể mặt trụ tròn xoay (trong,
ngoài); mặt đầu và các bề mặt ren, tiện cắt đứt.

Các nguyên công thực hiện trên máy tiện là : Tiện trụ trơn, tiện ren, khoan, doa,
tarô. . . Ngoài ra nếu bố trí thêm đồ gá thì có thể mở rộng thêm phạm vi công nghệ
của máy.
Các dụng cụ cắt đợc sử dụng trên máy tiện thờng là : Thép cacbon dụng cụ, thép
gió, thép hợp kim dụng cụ, hợp kim cứng . . .
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
10
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Phôi có thể gia công đợc trên máy là phôi thanh, phôi rèn hoặc đúc. Vật liệu
phôi chủ yế là thép cacbon, thép hợp kim , gang. . . Ngoài ra còn có hợp kim mầu
và vật liệu phi kim loại.
Tuy theo phơng pháp đạt độ chính xác khi gia công mà chi tiết gia công có thể
đạt đợc độ chính xác và độ bóng bề mặt khác nhau.
Cấp chính xác Độ bóng Rz(àm) phơng pháp gia công
811 80 (àm) khi tiện thô
57 40 (àm) khi tiện bán tinh
24 10 (àm) khi tiện tinh
2 3,2 (àm) khi tiện mảnh
Máy này phù hợp với sản xuất loạt vừa và phục vụ sửa chữa thay thế.
II. Đặc trng kích thớc máy.
Đặc trng kích thớc là khả năng thích ứng của máy đối với việc gia công các chi
tiết về mặt kích thớc.
Chiều cao tâm máy: H=200 (mm)
Đờng kính chi tiết lớn nhất có thể gia công đợc trên băng máy:
D
max
= 2H = 2.200 = 400 (mm)
Đờng kính chi tiết lớn nhất có thể gia công trên bàn dao, là đờng kính gia công
hiệu quả nhất mà ta dùng để tính toán các đặc trng kỹ thuật là:

D1
max
= (1,21.4) H . Chọn D
1
max
= 1,3H = 1,4.200 = 280 (mm)
Đờng kính bé nhất của phôi có thể gia công đợc trên máy
max1min1
1
D
R
D
d
=
Trong đó Rd là phạm vi thay đổi đờng kính R
d
= 810 Chọn R
d
= 10
vậy đợc : D
1min
=
280
10
1

= 28 (mm)
Đờng kích phôi lớn nhất có thể luồn qua trục chính.
d
max

= ( 0,150,2 ) D
1max
Chọn d
max
=0,15. D
1max
= 0,15.280 = 42 (mm)
Khoảng cách xa nhất giữa hai mũi tâm : L= (3,57).200 =7001400 (mm)
Chọn L
max
= 1000(mm)
Số tốc độ quay của trục chính : 24 (22 cấp khác nhau).
Giới hạn tốc độ quay của trục chính:
n
min
=12,5 (vòng/phút) ; n
max
= 1600 (vòng/phút)
III. Đặc trng động học.
1. Xích tốc độ.
+ Việc tính toán tốc độ cắt lớn nhất và bé nhất của máy, bằng cách phối hợp
những điều kiện thuận lợi hoặc khó khăn nhất với nhau, sẽ dẫn tới tăng rất lớn
phạm vi điều chỉnh của máy và làm cho kết cấu rất phức tạp.Do đó chọn các trị số
tốc độ cắt tới hạn tốt nhất là căn cứ vào các tài liệu thống kê về sử dụng tốc độ cắt
trên các máy khác nhau. Có thể tăng trị số tốc độ cắt lớn nhất lên 25% khi kể đến
sự tiến bộ về mặt kết cấu và vật liệu dụng cụ cắt.
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
11
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

+ Chuỗi số vòng quay tới hạn của trục chính
Theo đề tài thiết kế ta có : n
max
= 1600 (v/ph)
+ Số cấp tốc độ là z
n
= 22
+ Chọn công bội = 1,26
Tra bảng 4[1] tra đợc n
min
= 12,5 (v/ph)
+ Phạm vi điều chỉnh tốc độ
128
5,12
1600
min
max
===
n
n
R
n
+Tính số vòng quay của trục chính:
Với = 1,26 ta đợc số vòng quay của trục chính nh sau:
n
1
= 12,5 (v/ph) n
9
= 80 (v/ph) n
16

= 400 (v/ph)
n
2
= 16 (v/ph) n
10
= 100 (v/ph) n
17
=500 (v/ph)
n
3
= 20 (v/ph) n
11
= 125 (v/ph) n
18
=630 (v/ph)
n
4
= 25 (v/ph) n
12
= 160 (v/ph) n
19
=800 (v/ph)
n
5
= 31,5 (v/ph) n
13
= 200 (v/ph) n
20
=1000 (v/ph)
n

6
= 40 (v/ph) n
14
= 250 (v/ph) n
21
=1250 (v/ph)
n
7
= 50 (v/ph) n
15
= 315 (v/ph) n
22
=1600 (v/ph)
n
8
= 63 (v/ph)
2.Xích chạy dao.
- Tốc độ chạy dao của máy phụ thuộc vào chiều sâu cắt khi gia công và chất
lợng bề mặt, yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cần gia công.
- Chiều sâu cắt t
max
đợc lấp bằng lợng d hạ thấp, khi gia công cơ, theo bảng
6[1], với kích thớc phôi là: 200ì1000 (mm) có lợng d 2 phía là a= 14(mm)

)(7
2
14
2
max
mm

a
t
===
Chiều sâu t
min
đợc tính gần đúng theo biểu thức sau:
maxmin
4
1
2
1
tt

ữ=
Chọn t
min
=
)(75,1
4
1
mm
==
4
7

t
max
Lợng chạy dao Smax tra theo t
max

khi tiện thô ngoài.
Lợng chạy dao S
min
tra theo chất lợng bề mặt gia công cụ thể.
Bởi vì hộp chạy dao tiện ren dùng cả tiện trơn. Nên phạm vi điều chỉnh bớc
ren và lợng chạy dao phải đảm bảo giống nhau R
t
= R
s
Chạy dao dọc: S
d
=0,052,8 (mm/v)
Chạy dao ngang: S
ng
= 0,0251,4 (mm/v)
IV.Đặc trng động lực học máy.
- Để thiết kể truyền dẫn nhỏ gọn kích thớc phù hợp mà máy vẫn đủ bền khi
làm việc ở mọi tốc độ vì vậy phải chọn chế độ cắt phù hợp. Đặc trng động lực học
của máy đợc xác định theo chế độ cắt tính toán có tải trọng và công suất lớn nhất.
1. Chế độ cắt tính toán.
Chiều sâu cắt tính toán: Đợc xác định theo biểu thức:
3
max1
*
7,0 Dt

ì=
(mm)
Với D
1max
=280 (mm) thay số
579,42807,0
3
*
ì=
t
(mm)
Lợng chạy dao tính toán:
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
12
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Đợc xác định theo biểuthức:
3,0.4,0
**
=
tS
(mm/v)

532,13,0579,4.4,0
*
==
S
(mm/v)
Tốc độ cắt tính toán: Đợc xác định theo biểu thức sau:
yvxv

vv
St
KC
V
**
*
.
.
=
(m/ph)
Tra bảng: 4-58 [3] với dao là thép gió và vật liệu gia công có

b
750

(N/mm
2
)
Ta đợc: C
v
=50,2 ; K
v
=1,09
x
v
=0,25 ; y
v
=0,66
Thay số vào ta đợc:
23,28

)532,1.()579,4(
09.1.2,50
66,025,0
*
==
V
(m/ph)
2. Lực cắt.
Lực cắt đợc tính toán theo công thức ở bảng 9[1]
P
x
*
= C
px
.t
*xpx
.S
*ypx
P
y
*
=C
py
.t
*xpy
.S
*ypy
P
*
z

=C
pz
.t
*xpz
.S
*ypz
Với t
*
= 4,226 (mm) ; S
*
= 1,39 (mm/v)
C
px
=650 xpx=1,2 ypx=0,65
C
py
=1250 xpy=0,9 ypy=0,75
C
pz
=2000 xpz=1 ypz=0,75
Thay số tìm đợc:
P
x
*
= 650.(4,579)
1,2
.(1,532)
0,65
= 5324,22 (N)
P

y
*
= 1250.(4,579)
0,9
.(1,532)
0,75
= 6769,36 (N)
P
z
*
= 2000.(4,579)
1
.(1,532)
0,75
=12610,86 (N)
3. Mô men xoắn lớn nhất.
4,1765520
2
28086,12610
2
max1
max
*
=
ì
=
ì
=
DP
M

z
x
(N.mm)
4. Công suất cắt.
933,5
10.60
23,2886,12610
10.60
33
*
*
=
ì
=
ì
=
VP
N
z
c
(kw)
5. Chọn sơ bộ động cơ.
Để chọn lựa phơng án truyền dẫn ta cần xác định sơ bộ công suất động cơ
và chọn động cơ cho máy. Công suất động cơ truyền dẫn chung cho cả xích tốc độ
và xích chạy dao là

*
/
.
c

scd
N
KN
=
trong đó: K
s
= (1,021,2) là hệ số kể đến công suất chạy dao chọn K
s
=1,2

)85,075,0(
ữ=

là hệ số hiệu suất truyền dẫn; chọn
85,0
=

Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
13
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

thay số đợc:
)(376,8
85,0
933,5
.2,1
/
KwN
cd
==

Vậy ta chọn sơ bộ động cơ không đồng bộ 3 pha cóký hiệu DK62-4
N= 10(Kw) ; n=1460(v/ph)
Phần III :
Thiết kế động học máy
A: hộp tốc độ
Hộp tốc độ trong máy cắt kim loại dùng để truyền lực cắt cho các chi tiết gia
công, có kích thớc, vật liệu khác nhau với những chế độ cắt cần thiết. Thiết kế hộp tốc
độ yêu cầu phải đảm bảo những chỉ tiêu về kỹ thuật và kinh tế tốt nhất trong điều kiện
cụ thể cho phép. Hộp tốc độ phải có kích thớc nhỏ gọn, hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên
vật liệu, kết cấu có tính công nghệ cao, làm việc chính xác, sử dụng bảo quản dễ dàng,
an toàn khi làm việc ...
I . Chọn phơng án truyền dẫn.
1. Chọn kiểu truyền dẫn.
Khi chọn phơng án truyền dẫn cần căn cứ vào phạm vi điều chỉnh, công suất truyền,
trị số trợt, thuận tiện điều khiển, thay đổi tốc độ nhanh, tính công nghệ tốt.
Với máy truyền động chính là quay có công suất nhỏ hơn 100KW, theo ENIMS
nên dùng truyền dẫn điều chỉnh tốc độ cơ khí gồm một động cơ xoay chiều và một
hộp tốc độ bánh răng.
2. Bố trí cơ cấu truyền động.
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
14
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Có hai phơng án bố trí truyền dẫn nh sau :
+ Phơng án 1: Hộp tốc độ và hộp trục chính chung một vỏ
+ Phơng án 2 Hộp tốc độ tách rời hộp trục chính
Trong hai phơng án trên, phơng án một thờng áp dụng với các máy cỡ trung và
lớn, nhng yêu cầu độ chính xác không cao ta chọn phơng án 1. Nó có các u điểm
sau: Kết cấu gọn nhẹ, giá thành hạ, dễ tập chung cơ cấu điều khiển tạo điều kiện
thuận lợi cho việc thực hiện các thao tác của ngời đứng máy.

Nhợc điểm: Có thể truyền dung động trong hộp tốc độ sang hộp trục chính, có thể
truyền nhiệt trong hộp tốc độ sang hộp trục chính, khó dùng truyền động đai cho
trục chính.
3. Lựa chọn bộ truyền cuối cùng.
Bộ truyền cuối cùng có ảnh hởng nhiều đến chế độ cắt, độ điều hoà chuyển
động, độ bóng bề mặt gia công.
- Trục chính quay với tốc độ 1600(v/ph) nên chọn bộ truyền cuối cùng là bộ
truyền bánh răng. Để cho trục chính quay êm với tốc độ vòng của bánh răng
không quá lớn và đờng kính bánh răng lắp trên trục chính không bé hơn đờng kính
phôi lớn nhất. Nếu gọi
[ ]
v
là tốc độ vòng cho phép của bánh răng thì đờng kính
lớn nhất cho phép của bánh răng là:
[ ]
[ ]
[ ]
)/(66,26)/(1600
)/(9000)/(9
)(5,107
66,26.14,3
9000
.
max
max
max
svphvn
smmsmv
mm
n

v
D
==
==
===

thấy
[ ]
max1max
DD
<
do vậy ta sử dụng 2 bánh răng dẫn động cho trục chính
trên hai dẫy tốc độ thấp và cao khác nhau.
II. Chọn phơng án kết cấu.
1. Chọn dạng kết cấu.
Khi thiết kế máy việc lựa chọn kết cấu đơn giản hay phức tạp cần căn cứ vào
phạm vi điều chỉnh yêu cầu, công dụng của máy. Theo kinh nghiệm của các nhà
thiết kế máy, chỉ ra rằng cấu trúc đơn giản đợc sử dụng khi phạm vi điều chỉnh
yêu cầu nhỏ hơn trị số tới hạn: R
n
R
*
[ ]
n
i
n
R
R
R
*

2
=

với [R
i
] = 8 ; = 1,26 ; R
*
n
=50
mặt khác
128
5,12
1600
min
max
===
n
n
R
n
vậy có R
n
> R
n
*
nên chon kết cấu phức tạp, Z = Z
1
+ Z
2
Cấu trúc phức tạp có u điểm là:

Mở rộng phạm vi điều chỉnh
Rút ngắn xính truyền dẫn các tốc độ cao, dẫn đến giảm đợc tổn thất ma sát.
Nâng cao hiệu suất của máy, giảm tải trọng và kích thớc bộ truyền, giảm quán tính
quay.
2. Chọn phơng án kết cấu.
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
15
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Phơng án kết cấu đợc biểu diễn thông qua công thức kết cấu:
k
m
k
pZ

=
=
1
trong đó: k- là trật tự kết cấu của nhóm động học theo xích truyền động.
P
k
-là bộ truyền trong nhóm thứ tự k.
m -là số nhóm truyền.
Theo yêu cầu thiết kế có Z = 22 nh đã phân tích ở trên ta sử dụng cấu trúc nhân
phức tạp Mặt khác không thể phân tích Z = 22 = 2ì11 (không thực tế) . Để tiện
phân tích ta lấy Z = 24 cấp tốc độ với số phơng án kết cấu k
!
!
q
m

K
=
m: là số nhóm truyền bánh răng trong hộp số tốc độ : m = 4
q: là số nhóm có cùng số lợng bộ truyền giống nhau.
K: là phơng án thay đổi vị trí của các nhóm truyền
4
!3
!4
==
K
(phơng án)
và bố trí theo các phơng án sau:
Z = 2ì3ì2ì2 ;Z = 2ì2ì2ì3
Z = 2ì2ì3ì2 ;Z = 3ì2ì2ì2
Các phơng án trên đơc gọi là phơng án hợp lývì:
Vì số bộ truyền trong nhóm P
k
=2; 3 đảm bảo số bộ truyền là nhỏ nhất.
Trong bốn phơng pháp trên để đảm bảo điều kiện trọng lợng truyền dẫn là nhỏ
nhất P
1
> P
2
> P
3
tức là càng về cuối trục chính số bộ truyền là giảm dần. Mặt
khác do tốc độ quay giảm dần làm mô men xoắn tăng lên ở các trục dẫn nên
khi tính toán kết cấu của trục cũng nh trọng lợng của nó cũng tăng dần lên
đảm bảm sự phân bố của nhóm truyền trong hộp về trọng lợng. Vì vậy chọn
phơng án tốt nhất là: Z = 3 ì 2 ì 2 ì 2

Theo máy có trớc 16K20 cùng chủng loại, ở bộ truyền tốc độ thấp bố trí
thêm hai nhóm truyền mỗi nhóm có duy nhất một bộ truyền để giảm tốc độ sở dĩ
nh vậy là để kết cấu không gian của máy hợp lý và khi cắt ren khuyếch đại ngời ta
lợi dụng đoạn khác nhau giữa xích tốc độ thấp và xích tốc cao để tạo ra nhóm
khuyếch đại và thờng trên trục đầu tiên trong hộp tốc độ có bố trí ly hợp ma sát để
đảo chiều quay của trục chính, vì vậy để giảm kích thớc chiều trục, tránh gây yếu
trục ngời ta bố trí sao cho P
1
< P
2
tức là P
1
=2 , P
2
=3 ta có
Z= 2ì3ì2ì2
Chọn số trục của phơng án kết cấu S
T
= m+1 , m = 4 S
T
= 4+1 =5 (trục)
3. Chọn phong án động học máy :
Phơng án động học máy là phơng án về trặt tự thay đổi các bộ truyền trong nhóm
để nhận đợc dãy tốc độ đã cho
Trong một bộ truyền mà có m nhóm truyền thì sẽ có m! phơng án thay đổi trị số
vòng quay. Đối với hộp tốc độ của máy công cụ thì tỉ số truyền nên chọn trong
giới hạn: i
min
i i
max

;
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
16
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

i
min
= 1/4 ; i
max
= 2 ; 1/4 i < 2
vậy ta dùng cấu trúc nhân phức tạp để đảm bảo truyền dẫn ở tốc độ cao, mặt khác
do máy có nhiều cấp tốc độ nên ta tách làm 2 đờng truyền:
+ Đờng truyền có tốc độ cao: Z
1
=2ì3ì2
+ Đờng truyền có tốc độ chậm: Z
2
=2ì3ì2ì1ì1
phơng án thứ tự hợp lý nhất sẽ là : x
1
<x
2
<x
3
<. . . < x
n
và
x(p-1)
< 8
(với x

i
=x
1
, x
2
, x
3
, . . . x
n
)
p - là số bộ truyền trong mỗi nhóm.
-Với đờng truyền tốc độ cao : Z
1
= 2ì3ì2
Trật tự động học là :
IIIIII
Z
6211
232
ìì=
kiểm tra lại lợng mở của nhóm truyền đảm bảo trị số truyền 1/4 i 2
Nhóm I :
x(p-1)
= 1,26
1(2-1)
= 1,26 < 8
Nhóm II :
x(p-1)
= 1,26
2(3-1)

= 2,56 < 8
Nhóm III :
x(p-1)
= 1,26
6(2-1)
= 4 < 8
- Đờng truyền tốc độ thấp trật tự hợp lý là

11232
6212
ìììì=
IIIIII
Z
Vậy ta đợc phơng án Z = 24 . Với yêu cầu thiết kế là Z = 22 ta thấy tăng lên 2
cấp tốc độ để đảm bảo yêu cầu thiết kế ta làm trùng 2 tốc độ, ở đờng truyền tốc độ
cao do đó tiến hành giảm đặc tính của nhóm truyền cuối cùng từ x = 6 xuống x =
4. Do đó:
IIIIII
Z
4211
232
ìì=
Vậy ta có phơng án động học của hộp tốc độ là:
Z
n
= 2ì3(2+2ì1ì1) = 22 = Z
1
+ Z
2

IIIIII
Z
4211
232
ìì=

11232
6211
ìììì=
IIIIII
Z
4. Lới cấu trúc.
- Từ phơng án kết cấu biểu diễn lới cấu trúc theo nguyên tắc đối xứng cho ta biết:
+ Số lợng nhóm truyền.
+ Số lợng bộ truyền mỗi nhóm.
+ Thứ tự thay đổi động học, đặc tính x và mối liên hệ tỷ số truyền mỗi
nhóm.
+ Phạm vi điều chỉnh của các nhóm truyền và bộ truyền dẫn.
+ Số cấp tốc độ của trục dẫn và bị dẫn của mỗi nhóm truyền.
Tuy nhiên thông qua lới cấu trúc này ta không thể xác định cụ thể gía trị của các
đại lợng vì vậy mà qua đó chỉ đánh giá sơ bộ truyền dẫn, trong quá trình lựa chọn
phơng án truyền dẫn để khắc phục nhợc điểm này, ta đi xây dựng đồ thị vòng quay
của máy.
Ta có sơ đồ lới cấu trúc truyền động nh hình vẽ (5)
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
17
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

5.Đồ thị vòng quay.
Muốn xây dựng đợc đồ thị vòng quay ta phải xác định đợc số vòng quay của trục

dẫn n
0
, mục đính là tạo ra tỷ số truyền giảm dần về phía trục chính nên ta chọn
điểm đầu vào bắt đầu từ trục I.
Số vòng quay n
0
của trục I xác định nh sau: Từ động cơ có n = 1460(v/ph) qua bộ
truyền đai 148/ 268 có tỷ số truyền là 1,86 do đó tốc độ rơi trên trục I sẽ còn
lại là
)/(800
86,1
1460
phvn
=
ta lấy đây làm điểm n
0
.
Chọn các tỉ số truyền : Trong mỗi nhóm chỉ cần một tỉ số truyền có độ dốc của tia
tuỳ ý và phải đảm bảo điều kiện tỉ số truyền 1/4 < i < 2. Mặt khác các tỉ số truyền đợc
tiêu chuẩn hoá để thuận tiện trong việc tính toán thiết kế, chúng phụ thuộc số bộ truyền
p, đặc tính x, của nhóm và công bội của chuỗi vòng quay vòng quay nó có dạng:
i =
E

(E: nguyên và E > 0, E<0)
Do vậy với =1,26 ta có điều kiện chọn tỉ số truyền nh sau :
2
4
1

i

36

i
Xích truyền động nhanh: Z
1
= 2
1
I
ì 3
2
II
ì 2
4
III
ta chọn tỉ số truyền nh sau:
+ Nhóm I : chọn i
1
=
1
=1,26 =
4
5
+ Nhóm II : chọn i
5
=